【摘要】：陜北地區(qū)作為我國重要的能源化工基地,能源資源豐富,水資源卻相對匱乏,而能源化工生產(chǎn)與水卻息息相關(guān)。能源化工企業(yè)一方面需要占用有限的水資源來維持生產(chǎn),另一方面又要將大量工業(yè)廢水排放,這意味著在陜北地區(qū)如果不能將工業(yè)廢水處理與回收利用,則不僅會帶來嚴重的生態(tài)污染,還會嚴重影響陜北能源化工基地的可持續(xù)發(fā)展。為了使陜北地區(qū)工業(yè)廢水能夠得到處理與回收再利用,本研究結(jié)合陜北能源化工基地實際情況,利用粉煤灰制備的混凝劑、PAFC絮凝劑處理洗煤廢水,減壓蒸發(fā)法、三維電極一電Fenton法處理煉油廢水,對洗煤廢水和煉油廢水處理過程中的作用機理、操作條件等進行研究,以期使陜北地區(qū)工業(yè)廢水的處理能結(jié)合自身水質(zhì)特性,因地制宜,循環(huán)使用。主要完成了以下工作:1.利用鹽酸對固體廢棄物粉煤灰進行浸提,使其轉(zhuǎn)化成一種可用于洗煤廢水處理的混凝劑,對混凝劑制備過程中煅燒預(yù)處理、Na2C03活化對洗煤廢水的處理效果和Na2C03的加入量、鹽酸濃度、酸浸反應(yīng)時間、酸浸反應(yīng)溫度等操作條件對粉煤灰中Al3+的浸出率的影響進行研究,對混凝劑的制備條件和混凝劑處理洗煤廢水的條件進行優(yōu)化,對其處理洗煤廢水的機理也進行分析。研究結(jié)果表明,處理洗煤廢水的粉煤灰基混凝劑事實上是一種富含Al3+、Fe2+/Fe3+的多組分混凝劑。當投放該混凝劑10 g L-1,用CaO調(diào)節(jié)pH值為9后,洗煤廢水的pH、COD和SS等水質(zhì)均達到廢水的排放標準,實現(xiàn)了“以廢治廢”的目的。然而,處理過程中加入的混凝劑使煤泥泥質(zhì)化而不能回收利用,最終造成大量煤泥的浪費,也影響了該方法在洗煤廢水中的推廣應(yīng)用。2.基于第一部分實驗結(jié)果,本部分利用NaOH溶液滴定富含Al3+、Fe3+的粉煤灰酸浸濾液來制備了用于洗煤廢水處理的PAFC絮凝劑,對不同pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等條件制備的PAFC絮凝劑對洗煤廢水的處理效果進行研究,同時將PAFC絮凝劑與工業(yè)所用PAC絮凝劑對比,并利用響應(yīng)曲面法確定最優(yōu)的PAFC絮凝劑制備條件以及其協(xié)同PAM處理洗煤廢水的最佳藥劑用量,最后對粉煤灰酸浸殘渣進行表征。研究結(jié)果表明,制備的PAFC絮凝劑是一種兼具聚鋁、聚鐵性能的絮凝劑,其與PAM配合處理洗煤廢水后,不僅使洗煤廢水的SS、COD等達到了國家一級排放標準,而且煤泥干燥后也可回收利用。此外,粉煤灰濾渣也具有一定的比表面積和吸附性能,說明制備PAFC絮凝劑處理洗煤廢水,不僅節(jié)省了處理洗煤廢水的藥劑費用,而且使粉煤灰得到資源化綜合利用。3.第三部分利用減壓蒸發(fā)法對攜熱的高含鹽煉油廢水進行處理,通過研究高嶺土、H2SO4、FeCl3、NaOH等促進劑對處理后冷凝液水質(zhì)的影響,確定合適的促進劑,對減壓蒸發(fā)處理前后的高含鹽煉油廢水水質(zhì)、環(huán)境影響進行分析評價,同時也研究了處理過程中操作真空度、起始pH、進料方式等操作條件對處理效果的影響,最后對蒸發(fā)釜和降膜式蒸發(fā)器處理高含鹽煉油廢水的工藝進行了設(shè)計。研究結(jié)果表明,NaOH能將煉油廢水中的酚類物質(zhì)、硫化物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)難揮發(fā)鹽,對減壓蒸發(fā)處理的高含鹽煉油廢水起到促進作用,使煉油廢水達到徹底的“零排放”,其處理后的水質(zhì)可完全應(yīng)用于園林灌溉,且在操作真空度為-0.085 MPa、起始pH為11條件下可進行連續(xù)操作。而蒸發(fā)釜處理廢水工藝所需設(shè)備數(shù)目較多,占地面積太大,降膜蒸發(fā)器傳熱效果好、停留時間短、蒸發(fā)速度快、溫差小,適合高含鹽煉油廢水進行減壓蒸發(fā)處理。4.第四部分利用三維電極—電Fenton法對煉油廢水進行處理,對電化學過程填充鐵粉和曝氣的作用進行驗證,同時對電解質(zhì)種類及加入量、起始pH、電解電壓、鐵粉加入量等操作條件對廢水處理效果的影響也進行研究,并利用響應(yīng)曲面法對其進行優(yōu)化,最后對處理后的水質(zhì)及能耗進行分析。研究結(jié)果表明,煉油廢水電化學處理過程中填充的鐵粉與曝氣一起構(gòu)筑了三維電極—電Fenton體系,使調(diào)pH加鐵粉曝氣電解處理后的煉油廢水達到了較好的處理效果。煉油廢水經(jīng)最優(yōu)操作條件處理后,其COD、NH3-N、電導率等水質(zhì)指標均達到廢水的二級處理標準,且能耗也較低,達到了真正的節(jié)能減排,說明三維電極—電Fenton是一種經(jīng)濟高效的煉油廢水處理技術(shù)。
【圖文】：

因此，洗煤廢水中如果粒徑小于７５邋（ａｍ的煤泥含量較高，則處理難度逡逑較大［１（）７］。為了確定合適的處理方案，必須采用粒度分析儀對該洗煤廢水的煤泥粒逡逑度分布情況進行分析，其結(jié)果如圖２－１所示。逡逑１００邋Ｔ邐逡逑９０－逡逑８０－邐６９．７６％逡逑７０－逡逑“。：畫逡逑５０：逡逑ｃ邋４０邋－W霸｜逡逑＾邋３０－邐１９．１８％逡逑Ｑ邋２０－逡逑１0＾逡逑０邐＾邐＾邋ｊ邋＾？＊＾＊＊Ｐ邋ｉ邐；逡逑＜７５邐７５－１５０邋１５０？２５０邐＞２５０逡逑Ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ，邋ｐｍ逡逑圖２－ｌ煤泥顆粒的粒度分析逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｏａｌ邋ｓｌｕｒｒｙ逡逑由圖２－１可以看出，該洗煤廢水中的微細煤泥顆粒（＜邋７５邋ｐｍ）的含量較高，逡逑約為６９．７６％，粒徑在７５？１５０邋（ｉｍ的煤泥顆粒含量為１９．１８％，粒徑在１５０？２５０邋ｐｍ逡逑的煤泥顆粒含量僅為２．５９％，而粒徑大于２５０邋（ｉｍ的煤泥顆粒含量為８．４７％。這是逡逑由于洗選過程中所用的原煤一陜北長焰煤地質(zhì)年代較短，煤化程度較低，灰分較逡逑多，易于粉碎，，致使微細煤泥顆粒（＜邋７５邋ｐｍ）含量較高，這些煤泥顆粒對該洗煤逡逑廢水的水質(zhì)特性起到?jīng)Q定作用

２．１．３洗煤廢水的煤泥礦物組成分析逡逑為了能有效的去除洗煤廢水中的煤泥顆粒，從而達到洗煤廢水處理的目的，逡逑必須對洗煤廢水中煤泥的礦物組成進行分析。圖２－２為１００邋ｍＬ洗煤廢水在８０°Ｃ下逡逑干燥后所得干煤泥的ＸＲＤ圖譜。逡逑３０００－Ｉ邐逡逑■邐■邐Ｃ逡逑２５００－邐？邐Ｓｉ０２逡逑？邋ＡＩ２0３逡逑２０００－邐Ａ邐Ｆｅ３０４逡逑含邐%煎危疲澹玻埃沖義希保保擔

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