煤化工废水去除COD混凝-芬顿氧化法

在制备城市煤气和化工原料气的过程中，会产生大量含酚废水，废水水质非常复杂，酚浓度高，且酚种类繁多，既有单元酚（苯酚、甲酚，二甲酚，乙酚等），又有二元酚，三元酚，废水还含有氨、氰化氢，硫化氢和二氧化碳等，水质呈中偏碱性；酚类是原型质毒物，对一切生物个体都有毒害作用，含量极低仍会导致慢性中毒，浓度高于1mg/L时可直接导致生物的死亡，严重危害生态和环境；此外废水中还含有脂肪酸、酮类和胺类等有机物、酸性气体、焦油、粉煤灰等，废水COD值高，且难以生物降解。

由于煤化工企业在生产过程中会产生大量的有毒有害且难生物降解的工业废水，其引起的环境污染问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。所以，通过技术手段降低煤化工废水处理难度，实现废水达标排放，显得尤为重要。

一、实验部分

1.实验仪器。

分管光度计、PH计、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、天平等。

2.实验试剂。

氢氧化钠溶液、浓硫酸、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、30%过氧化氢溶液、七水硫酸亚铁溶液、蒸馏水等。

3.实验方法。

（1）混凝法。

混凝是水处理的一个重要方法，可应用于各种工业废水（如造纸、煤炭、钢铁、纺织等工业废水）的处理，包括预处理、中间处理或最终处理。混凝不仅可以去除废水中的悬浮物和胶体物质，而且可以进行除油和脱色。煤化工废水中的难降解有机物多呈胶体或悬浮态，因此可以采用混凝沉淀法进行处理。常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、铁盐类混凝剂以及其他复合混凝剂等。本论文讨论聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）对煤化工废水COD降解效果的影响。

（2）芬顿氧化。

芬顿氧化法是在酸性条件下，H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基・OH，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应，当PH足够低时，在Fe2+的催化作用下过氧化氢就会分解产生・OH。其中以・OH产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等无机物，从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。

二、实验参数及过程

1.检测原水水质，部分指标详见表2-1

2.实验药剂配置及准备

3.实验步骤

（1）实验一：PAC浓度对COD去除效果的影响

取100ml原水，在上表实验条件下进行实验，检测反应后COD含量。

（2）实验二：Fe2+与H2O2摩尔比对COD去除效果的影响

取100ml原水，在上表实验条件下进行实验，检测反应后COD含量。

（3）实验三：PAM浓度对COD去除效果的影响

取100ml原水，在上表实验条件下进行实验，观察反应后上清液澄清情况。

三、结果与讨论

1.PAC浓度对COD去除效果的影响。

PAC浓度对COD去除效果的影响详见图1。由图1可见：随着PAC加入浓度的增加，COD的去除效果越好，但当PAC投加浓度超过300mg/L时，COD去除效果与前组相比，降低的较不明显。因此PAC适宜投加量为300mg/L。

2.Fe2+与H2O2摩尔比对COD去除效果的影响。

Fe2+与H2O2摩尔比对COD去除效果的影响详见图2。由图2可见：芬顿试剂对COD去除有明显效果。随着Fe2+与H2O2摩尔比的增加，COD的去除效果越好，但在4号和5号条件下，COD浓度无明显差异，因此Fe2+与H2O2摩尔比按照4号组别（即Fe2+与H2O2摩尔比为1:4.5）时效果最好。

3.PAM浓度对COD去除效果的影响

PAM浓度对COD去除效果的影响详见图3。由图3可见：投加PAM可降解部分COD，且当PAM投加浓度超过10mg/L时，对COD去除效果不明显，因此确定PAM适宜投加量为10mg/L。

五、结论

对于本次实验，最佳工艺条件为PAC投加浓度300mg/L，Fe2+与H2O2摩尔比为1:4.5，PAM投加浓度10mg/L。在此条件下，COD的去除率可达78.9%。（来源：烟台云沣生态环境产业发展股份有限公司）