用熄焦粉处理焦化废水的试验研究-

1、化工环保2003年8月EN V I RONM EN TAL PRO TEC TION O F C H EMICAL IND US TR Y第23卷第4期用熄焦粉处理焦化废水的试验研究张劲勇1,王环宇2,林述刚3(1.黑龙江科技学院资源与环境工程系,黑龙江哈尔滨150027;2.鞍钢新钢铁公司供销管理部,辽宁鞍山114002;3.鸡西矿务局煤气厂,黑龙江鸡西158105摘要用焦化厂自产的熄焦粉对生化后的废水进行吸附处理,出水COD从233mg/L降至50mg/L,达到GB89781996一级排放标准;用熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水,出水COD从1086mg/L降至119mg/L。关键词熄焦

2、粉;生化废水;焦化废水;吸附;曝气中图分类号X703.1文献标识码A文章编号100621878(20030420200204焦化废水经二级生化处理后,尚不能达标,需进行三级处理。三级处理所需投资大、操作费用高,一般中小型企业,甚至国有大型企业不愿意在这方面投资。目前,国内绝大多数焦化厂废水处理的结果是BOD能达到国家废水二级排放标准,但COD普遍超标,达不到国家要求的排放标准。针对此情况,我们采用焦化厂自产的熄焦粉对生化废水和焦化废水进行吸附、熄焦粉与微生物联合曝气处理,收到了较好的处理效果。1试验部分1.1废水水质试验所用焦化废水、生化废水(生化处理后的废水均取自鸡西矿物局煤气厂,焦化废水水

3、质见表1。1.2试验材料及活化鸡西矿物局煤气厂熄焦塔废水中的细焦粉称为熄焦粉,晒焦台上的细焦粉称为晒焦粉,焦化厂焦仓的粉焦称为焦粉。将这3种焦粉放入烘干箱内,于105温度下进行干燥,然后对它们分别进行粉碎筛分,熄焦粉(不用粉碎筛分粒度在40目以下,晒焦粉粉碎筛分粒度在20目以下,焦粉粉碎筛分粒度在20目以下。将3种焦粉放入炭化炉内,加热到800 950,同时通入蒸汽,进行活化。1.3工艺流程生化废水、焦化废水处理工艺流程分别见图1、图2。表1焦化废水水质mg/L COD TOC(总酚(挥发酚(硫氯化物(氰化物(氨 1086632581.6187.312526.2171注:为质量浓度的法定符号。

4、1.4试验方法取60mL生化废水(称为原水置于容器中,将3种焦粉分别加入原水中,进行吸附处理,时间为2h,之后进行澄清分离,得到吸附处理后的废水(称为净水,取样分别测定原水和净水的COD。取200mL焦化废水,置于曝气处理装置中,加入6.7g熄焦粉,曝气4h,静置20h后,取样测定出水的COD及净化透光率。收稿日期2002204222;修订日期2002207207作者简介张劲勇(1967,男,黑龙江省鸡西市人,黑龙江科技学院资源与环境系副教授,在读硕士,主要从事化工工艺方面的教学与研究。 图1 生化废水处理工艺流程图2焦化废水处理工艺流程2结果与讨论2.1焦粉对原水的吸附处理2.1.1焦粉种类

5、对原水吸附处理效果的影响3种焦粉对原水的吸附处理试验结果见表2。由表2可见,3种焦粉中熄焦粉的吸附作用最强,60mL 原水中加入2g 熄焦粉,其COD 去除率为64.3%;晒焦粉的吸附作用比熄焦粉略差,COD去除率为63.8%;焦粉的吸附作用最低,COD 去除率为62.3%。熄焦粉吸附作用强的原因,与800900的炽热焦炭在熄焦塔内用水熄焦时起到的活化作用有关。但熄焦粉的活化作用不是很明显,可能是熄焦粉活化后产生的微孔与水中杂质形成吸附有关,故需对3种焦粉进行活化和再生。2.1.2活化条件对原水吸附处理效果的影响熄焦粉活化条件对其吸附性能的影响、活化后的熄焦粉对原水吸附处理效果的影响分别见表3

6、、表4。表23种焦粉对原水的吸附处理试验结果焦粉种类焦粉加入量/g原水COD/(mg L -1净水COD/(mg L -1COD 去除率,%净水透光率,%熄焦粉1.52629763.091.9晒焦粉1.52629962.288.8焦粉1.526210460.383.7熄焦粉2.02077464.389.2晒焦粉2.02077563.890.3焦粉2.02077862.386.8表3活化条件对熄焦粉吸附性能的影响活化温度/活化时间/min原水COD/(mg L -1净水COD/(mg L -1COD 去除率,%净水透光率,%950950950850850850800800800453525453

7、52545352523323323323323323322022022055515068676580706876.478.178.570.871.272.163.668.269.194.094.795.192.392.894.288.691.893.2102第4期张劲勇等.用熄焦粉处理焦化废水的试验研究由表3可见,活化温度是影响熄焦粉对原水处理效果的主要因素,最佳活化温度为950;活化时间次之,最佳活化时间为25mi n。熄焦粉活化温度愈高,废水吸附处理效果愈明显,原因是熄焦粉成焦过程温度可达9501050,使焦粉变硬,难于参加反应,所以活化温度低,焦粉中的炭与水蒸气的反应速率也低;活化温度高

8、反应速率快,同时使熄焦粉中吸附堵塞的微孔打开。熄焦粉活化时间短一些,废水处理效果好,原因是随着活化反应时间的延长,熄焦粉中微孔被活化成过渡孔甚至中孔,熄焦粉的孔隙率增加,但熄焦粉的内比表面积却下降1,因此造成废水处理效果下降。从表3还可以看出,原水的COD去除率为78.8%,出水COD为50mg/L,达到GB89781996一级排放标准,净水透光率达到95%左右(原水在40%50%之间。用熄焦粉处理原水,不仅COD去除率高,而且对原水具有相当好的脱色、脱臭能力。国外有学者用干熄焦的焦尘对生化废水进行吸附处理,COD去除率仅为50%左右,用干熄焦的焦尘与活性炭进行对比,其吸附性能相差很小2。这说

9、明,水熄焦对熄焦粉产生的活化作用是相当强的。由表4可以看出,用活化后的3种焦粉对原水进行吸附处理,同样是熄焦粉的处理效果最好,晒焦粉次之,焦粉最差。这进一步证明了水熄焦对熄焦粉产生的活化作用。熄焦粉粒度小,几乎在40目以下,不用粉碎,焦化厂可自产,价廉、节省资金。吸附处理后的熄焦粉可作配煤炼焦的瘦化剂,不存在二次污染,并且效果甚佳。2.2熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水的试验结果见表5。表4活化后的3种焦粉对原水的吸附处理试验结果焦粉种类活化温度/活化时间/min焦粉加入量/g原水COD/(mgL-1净水COD/(mgL-1COD去除率,%净水透光率,%熄焦

10、粉850451.52206968.693.4晒焦粉850451.52207565.992.6焦粉850451.52208063.689.3熄焦粉950252.03236779.396.5晒焦粉950252.03237975.594.6焦粉950252.03239670.392.2表5熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水的试验结果焦粉种类活化温度/活化时间/min焦化废水COD/(mgL-1净水COD/(mgL-1COD去除率,%净水透光率,% 95045108611989.090.8活化熄焦粉95035108612688.487.8 95025108613487.786.2熄焦粉00108613

11、887.585.7注:熄焦粉加入量为33kg/m3。由表5可以看出,熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水,COD去除率在87.3%89.0%之间,其中活化时间为45mi n的活化熄焦粉对COD去除率最高,为89.0%;活化时间为25mi n的活化熄焦粉对COD的去除率较低,为87.7%。这与前面得到的结论不一致,原因可能是在微生物联合曝气处理焦化废水过程中,起作用的主要是中孔和大孔熄焦粉,微孔熄焦粉的孔隙被污泥堵塞,起作用很小,所以微孔多、比表面积大的熄焦粉(活化温度950,活化时间25mi n对COD的去除效果反而不如中孔多、比表面积小的熄焦粉(活化温度950,活化时间45mi n。另外,活化

12、的熄焦粉和未活化的熄焦粉在COD去除率方面相差不大。这也说明了熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水22化工环保2003年第23卷时,起作用的主要是中孔和大孔熄焦粉。从总体上看,熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水的效果不如废水经活性污泥曝气处理后单独用熄焦粉吸附处理的效果好,但这也比用活性污泥单独曝气处理焦化废水的效果好,能保证出水COD 控制在138mg/L 以下。3结论a 熄焦粉、晒焦粉和焦粉对生化废水、焦化废水的吸附处理试验结果表明,熄焦粉对废水的吸附处理效果最好,证明了水熄焦时对熄焦粉产生的活化作用。b 用熄焦粉吸附处理生化废水,可使废水的COD 从233mg/L 降至50mg/L ,去除

13、率为78.9%,出水COD 达到GB 89781996一级排放标准。c 用熄焦粉与微生物联合曝气处理焦化废水的处理效果不如用活性污泥曝气处理后单独用熄焦粉对其进行吸附处理的效果好,但比单独用活性污泥曝气处理焦化废水的效果好得多,出水COD 小于138mg/L ,最低为119mg/L 。d 熄焦粉具有自产、不用粉碎、价廉的特点,可大大降低焦化废水的处理费用;吸附处理后的熄焦粉可作配煤炼焦的瘦化剂,不产生二次污染。对熄焦粉的孔隙率、孔径分布、比表面积等性质需作进一步的研究。参考文献1杨国华.碳素材料M .北京:中国物资出版社,1999,2993012Coke Making Inter nation

14、alJ .1995,7(1:49533张殿印.环保知识400问M .北京:冶金工业出版社,2000,42Study on Treatment of Coking Wa stewater by ExtinguishingCoke Powder Adsorption 2Bioaeration Proce ssZhang Jinyong 1,W ang Huanyu 2,L in S hugang 3(1.Department of Natural Resources and Environmental Engineering ,Heilonjiang Institute of Science an

15、d Technology ,Heilongjiang Haerbin 150027,China ;2.Supervision Department of Supply and Marketing ,Anshan New Iron and Steel Company ,Liaoning Anshan114002,China ;3.Coal G as Factory ,Jixi Mining Bureau ,Heilongjiang Jixi 158105,China Abstract :The eff lue nt of biolo gical t reat me nt pla nt f or

16、coki n g wastewate r was t reate d b y a dsorp tion p ro 2cess usi ng exti nguis hi ng coke p ow de r f rom t he coke 2ove n pla nt.The COD is decrease d f rom 233mg/L t o50mg/L ,w hic h ca n meet t he f irst gra de disc ha r ge sta nda rd i n GB 89781996.The coki ng wastewate rwas t reate d by exti nguis hi ng coke