發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 08:23

【摘要】： 隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,與之相配套的煉焦規(guī)模不斷擴(kuò)大,由此產(chǎn)生的焦化廢水排放量成倍增加,污染強(qiáng)度日趨加劇。同時(shí),由于焦化廢水組成復(fù)雜,含有大量難降解組分,處理難度大,處理成本高,若能對(duì)其低成本、高效率處理并回用,必將大大減少我國(guó)廢水及其污染物的排放量,有效改善環(huán)境。另外精苯廢酸的治理是一個(gè)行業(yè)性難題,到目前為止,國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)有效的處理技術(shù)報(bào)道,若能對(duì)其治理并回收利用,不但可以減少環(huán)境污染,而且還會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)對(duì)提升企業(yè)形象,提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力將會(huì)產(chǎn)生積極的影響。 本文以焦化行業(yè)工藝廢水(液)為研究對(duì)向,以武鋼焦化公司為例,較全面的分析了焦化工藝廢水的來(lái)源和廢水水質(zhì),綜述了該行業(yè)廢水的治理現(xiàn)狀,提出了目前焦化廢水(液)治理過(guò)程中存在的問(wèn)題。針對(duì)這些的問(wèn)題,本研究采用當(dāng)前環(huán)境污染治理技術(shù)中的前沿和研究熱點(diǎn)技術(shù)-電Fenton技術(shù)和微波-催化氧化技術(shù)對(duì)廢水中難降解組分和COD進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn),探討了這些技術(shù)的應(yīng)用可行性、降解的影響因素、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及某些有機(jī)物的去除機(jī)理和工程化的應(yīng)用等;采用傳統(tǒng)的化工分離技術(shù)?“鹽析-萃取”工藝,在實(shí)驗(yàn)室成功解決了粗苯精制工藝廢酸綜合治理并回用的行業(yè)性難題。主要研究結(jié)果如下: (1)通過(guò)對(duì)武鋼焦化公司工藝分析,全面調(diào)查了焦化工藝廢水的來(lái)源,分析了各股廢水的污染物組成,并結(jié)合同行業(yè)其它焦化廠的廢水污染治理情況,提出了焦化行業(yè)目前廢水(液)治理過(guò)程中存在的主要問(wèn)題:精苯廢酸綜合治理難;焦化廢水生化處理系統(tǒng)的外排水COD指標(biāo)達(dá)標(biāo)難;苯及焦油精制工藝廢水對(duì)生化系統(tǒng)沖擊嚴(yán)重。 (2)采用GC/MS對(duì)焦化主要工藝廢水的主要有機(jī)污染物進(jìn)行了檢測(cè),剖析了目前焦化廢水生化處理系統(tǒng)外排水主要的有機(jī)物組成及其各組分提供的COD在總有機(jī)物提供的COD中所占的比例。根據(jù)剖析結(jié)果,提出了導(dǎo)致目前焦化廢水生化處理系統(tǒng)外排水COD超標(biāo)的主要原因是由于來(lái)自脫苯和焦油精制兩工藝過(guò)程的廢水中,氮雜環(huán)類和多環(huán)芳烴類等難降解有機(jī)污染濃度高,降解率低,在生化外排水中,這兩類有機(jī)物提供的COD占外排廢水中有機(jī)物提供的總COD量的72.64%。 (3)電Fenton和陽(yáng)極氧化對(duì)焦化廢水中三種典型的含氮雜環(huán)類有機(jī)物:吲哚、吡啶和喹啉均有一定去除效果。在對(duì)吲哚的降解中,電Fenton體系對(duì)吲哚溶液的處理效果明顯好于陽(yáng)極氧化體系,在3小時(shí)處理時(shí)間內(nèi),電Fenton體系對(duì)吲哚的去除率比陽(yáng)極氧化體系高20%左右,且兩體系對(duì)吲哚的去除率與時(shí)間基本成線性關(guān)系;在對(duì)喹啉和吡啶的降解中,電Fenton和陽(yáng)極氧化的降解效果基本相同。三種氮雜環(huán)有機(jī)物中,吡啶降解難度最大。 (4)陽(yáng)極氧化和電Fenton對(duì)吲哚的TOC有一定程度的降解。在陽(yáng)極氧化體系的作用下,吲哚溶液的TOC隨時(shí)間推移趨于定值,在約16%。而電Fenton體系對(duì)吲哚TOC的去除率與時(shí)間基本成線性關(guān)系;兩體系對(duì)喹啉和吡啶的TOC的降解效果較差。 (5)電Fenton、陽(yáng)極氧化和三維電極對(duì)焦化廢水中COD均有一定去除效果,其中三維電極體系去除效果較好,水樣最終COD接近國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。電Fenton、陽(yáng)極氧化和三維電極對(duì)廢水中的NH3-N基本無(wú)去除效果。 (6)采用載銅活性炭-微波聯(lián)用技術(shù)處理焦化生化外排廢水時(shí),對(duì)COD的降解具有很好的處理效果,該聯(lián)用技術(shù)明顯優(yōu)于單純載銅活性炭吸附的處理效果,前者對(duì)COD的去除率比后者約高40%。采用載銅活性炭-微波聯(lián)用技術(shù)對(duì)焦化生化外排廢水進(jìn)行處理后,可保證生化外排廢水COD達(dá)標(biāo)。正交試驗(yàn)顯示,對(duì)于載銅活性炭-微波聯(lián)用技術(shù)降解焦化生化外排廢水的COD體系,各因素主次關(guān)系為,載銅活性炭用量對(duì)COD的去除率的影響最大,其次是微波輻射功率和輻射時(shí)間。 (7)用L/M作鹽析劑、粗酚(F)作萃取劑,在適當(dāng)?shù)臈l件下對(duì)精苯廢酸(FS)進(jìn)行鹽析-萃取的工藝是有效可行的。凈化酸和粗酚的回收率都在95%左右。凈化酸的含酚量較低(0.009-0.20%),可用于LA的生產(chǎn)。 (8)在采用“鹽析-萃取”技術(shù)回收精苯廢酸的體系中,通過(guò)三因素四水平正交試驗(yàn),得出了反應(yīng)系統(tǒng)中FS∶L/M∶F的最佳配比和最佳反應(yīng)溫度以及各影響因素的主次關(guān)系,其中粗酚是主要的影響因素,L/M和溫度次之。粗酚的量決定分離效果,比例越高分離效果越好。L/M的量越多鹽析效果越好,對(duì)分離越有利,這也體現(xiàn)了鹽析劑在分離試驗(yàn)中的重要作用。 (9)在“鹽析-萃取”技術(shù)回收精苯廢酸的工藝中,再生后的萃取劑(混合精酚)組分及其各組分含量與原料粗酚相比,基本沒(méi)什么變化,萃取劑可反復(fù)再生使用。 (10)在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)焦化行業(yè)工藝廢水(液)治理中存在的難題提出了工業(yè)化治理的工藝路線;分析了工業(yè)化應(yīng)用時(shí)可能帶來(lái)的二次污染問(wèn)題;粗略估算了工業(yè)化應(yīng)用時(shí)的運(yùn)行成本。在不改變焦化現(xiàn)有的廢水處理主體工藝的前提下,保證生化外排水COD達(dá)標(biāo),只需對(duì)粗苯和焦油精制工藝廢水進(jìn)行電Fenton處理,每噸生化外排水新增成本約0.3~1.8元。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：X784
【圖文】：

圖 1-2 三維電極處理廢水的原理圖在主電極間充填接觸電阻大的導(dǎo)電粒子，在高梯度電場(chǎng)作用下，感應(yīng)而復(fù)極性粒子，即在粒子的一端發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)，另一端發(fā)生陰極反應(yīng)，粒子之間構(gòu)電解池，整個(gè)電解槽就由這樣一些微電解池組成。電極的粒子復(fù)極化，使有積增大，同時(shí)縮短了反應(yīng)物的遷移距離。從復(fù)極槽原理來(lái)看，粒子群電極的是：粒子的電阻遠(yuǎn)小于溶液電阻，以利形成高梯度電場(chǎng)，便于粒子極化；另使第一個(gè)粒子復(fù)極化，又要防止粒子間相互接觸，即要求粒子之間彼此絕緣在實(shí)際應(yīng)用中，此法成功的程度歸根到底取決于滿足上述條件的程度。其電流過(guò)程可分成如下三部分：反應(yīng)電流，指液體中移動(dòng)的電荷在粒子一端流到另一端，再進(jìn)入溶液；旁路電流，指僅僅只在主電極反應(yīng)，不通過(guò)粒子短路電流，指粒子與粒子相連電流直接通過(guò)粒子而流過(guò)的電流。三維電極的等效電路可用圖 1-3 表示。

圖 1-2 三維電極處理廢水的原理圖間充填接觸電阻大的導(dǎo)電粒子，在高梯度電場(chǎng)作用下，感即在粒子的一端發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)，另一端發(fā)生陰極反應(yīng)，粒整個(gè)電解槽就由這樣一些微電解池組成。電極的粒子復(fù)極同時(shí)縮短了反應(yīng)物的遷移距離。從復(fù)極槽原理來(lái)看，粒子的電阻遠(yuǎn)小于溶液電阻，以利形成高梯度電場(chǎng)，便于粒子粒子復(fù)極化，又要防止粒子間相互接觸，即要求粒子之間用中，此法成功的程度歸根到底取決于滿足上述條件的程程可分成如下三部分：反應(yīng)電流，指液體中移動(dòng)的電荷在端，再進(jìn)入溶液；旁路電流，指僅僅只在主電極反應(yīng)，不，指粒子與粒子相連電流直接通過(guò)粒子而流過(guò)的電流。的等效電路可用圖 1-3 表示。

【引證文獻(xiàn)】

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1 陳春;李文英;吳靜文;李靜;;焦化廢水中苯酚降解菌篩選及其降解性能[J];環(huán)境科學(xué);2012年05期

2 弓曉峰;榮亮;楊麗珍;;載銅活性炭催化劑-微波法聯(lián)用處理黃姜皂素廢水[J];南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版);2010年04期

3 張翠萍;劉益平;朱麗紅;;含喹啉廢水的處理和生物降解研究進(jìn)展[J];三峽環(huán)境與生態(tài);2008年01期

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1 崔丹;黃島開(kāi)發(fā)區(qū)中水回用方案設(shè)計(jì)及規(guī)劃研究[D];山東科技大學(xué);2010年

2 陳春;焦化廢水中苯酚降解菌的篩選與降解性能的研究[D];太原理工大學(xué);2011年

3 張冉;非均相催化臭氧氧化深度處理煤化工廢水[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 劉建偉;氮雜環(huán)化合物介質(zhì)阻擋放電降解的實(shí)驗(yàn)研究及機(jī)理初探[D];南昌大學(xué);2009年

5 易艷紅;混凝+陶瓷膜微濾工藝處理焦化廢水的試驗(yàn)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

6 李凡;混凝-Fenton法預(yù)處理中纖板廢水的試驗(yàn)研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

7 惠曉梅;吸附沉淀法回收焦化廢水中氨氮的研究[D];山西大學(xué);2012年

8 甘露;紫外輻射加速喹啉的生物降解和礦化[D];上海師范大學(xué);2012年

9 代理;三維電極協(xié)同紫外光催化法處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

10 任文鑫;吸附—催化劑吸附苯酚及干法催化氧化所吸附苯酚行為的研究[D];西北大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2739423