1.概述
(1)焦化废水的特点
焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程以及地坪冲洗水等,水质成分复杂,主要特征污染物有多环芳烃和含氮杂环类有机污染物、氨氮、酚类、氰化物等,是一种典型的高浓度难降解有机工业废水,目前基本上采用的处理工艺流程为:预处理+生化+混凝沉淀+深度处理。在深度处理工艺中,各种不同的技术层出不穷,有臭氧、 Fenton、光催化、电化学、膜过滤等,各有各的优缺点。
(2)双氰胺甲醛树脂的作用
双氰胺甲醛树脂,是近年来市面上脱色絮凝剂的主要成分,在印染废水的脱色处理工艺中使用较多。双氰胺甲醛树脂是一种有机高分子阳离子型絮凝剂,它是通过化学键合反应和电性中和等,能够行之有效地将焦化废水中的污染物给吸附架桥吸附到一起,形成大的絮凝团,配合PAC、PAM,能对焦化废水中的COD、氰化物有明显的去除作用,分别能达到平均约30%和70%的去除率。
(3)研究的目的和意义
在国内的焦化废水中,目前的深度处理工艺如果单靠其中一种很难做到达标排放,或者成本太高,往往需要在深度处理中辅助进一步的混凝沉淀工艺,做到技术经济性的平衡。因此,在焦化废水的深度处理工艺中,辅助双氰胺甲醛树脂和PAC、PAM进一步混凝沉降,不仅在处理效果上会起到锦上添花的作用,而且在控制成本上也可以起到相辅相成的作用。
2.实验
(1)实验仪器
哈希分光光度计(型号:3900),恒温磁力搅拌器(TS- 14S,搅拌量20升,转速30～2000rpm),烧杯(1000ml),量筒(100ml),容量瓶(1000ml),滴管,玻璃棒等。
(2)化学试剂
PAC(10%水溶液),PAM(1‰水溶液,阴离子,水解度25%,分子量1800～1900万),双氰胺甲醛树脂(2%水溶液), 氢氧化钠(32%液体)等。
(3)检测方法
COD:采用的是哈希预制试管,选取的量程是3～150mg/L,货号:21258-25。
氰化物:本文中的氰化物是易释放氰化物,采用的方法是《HJ484-2009氰化物的测定》中的方法3,异烟酸巴比妥酸分光光度法。
(4)实验用水
实验采用的是经过臭氧氧化后的废水,经蒸氨—汽浮—AO生化—絮凝沉降—臭氧氧化组合工艺处理之后的焦化废水,其CODcr浓度为102mg/L,氰化物浓度为0.36mg/L,pH值为7.5,色度<32倍,已接近无色。
(5)实验方法
第一步,通过定性实验,确定三种药剂的最佳投加顺序。通过多组实验,得出最佳投加顺序为双氰胺甲醛树脂、PAC、PAM。因篇幅有限,本文不对第一步做详细描述。
第二步,通过定量实验,确定三种药剂的最佳投加浓度。从技术经济性考虑,双氰胺甲醛树脂投加浓度区间选取50～300ppm。PAC投加浓度(换算成28%固体PAC)选取20ppm和30ppm两个浓度,PAM(换算成固体PAM)投加浓度选取1ppm和1.5ppm两个浓度。
(6)实验数据
①PAC固定按20ppm、PAM固定按1ppm投加:
从图1可以看出:在双氰胺甲醛树脂投加浓度为50ppm时,COD和氰化物的去除率均较低,在逐步增大双氰胺甲醛树脂的用量后,二者的去除率都显著提高,用量提高到150ppm后,去除率增长变化趋势减缓。相比之下,氰化物的去除率明显高于COD。
②PAC固定按30ppm、PAM固定按1ppm投加:
从图2可以看出:在双氰胺甲醛树脂投加浓度为50ppm时,COD和氰化物的去除率均较低,在逐步增大双氰胺甲醛树脂的用量后,二者的去除率都显著提高,用量提高到150ppm后,去除率增长变化趋势减缓。相比之下,氰化物的去除率明显高于COD。相对于图1,COD和氰化物的去除率均有所上升,说明PAC的投加量从20ppm提高到30ppm,还是有一定的改善效果。
③PAC固定按20ppm、PAM固定按1.5ppm投加:
从图3可以看出:在双氰胺甲醛树脂投加浓度为50ppm时,COD和氰化物的去除率均较低,在逐步增大双氰胺甲醛树脂的用量后,二者的去除率都显著提高,用量提高到150ppm后,去除率增长变化趋势减缓。相对于图1,COD和氰化物的去除率均有所上升;相对于图2,基本差别不大。因此,在双氰胺甲醛树脂的用量固定的情况下,无论是提高PAC的用量还是PAM的用量,对COD和氰化物的去除率均有一定程度的改善。
④PAC固定按30ppm、PAM固定按1.5ppm投加:
从图4可以看出:在双氰胺甲醛树脂投加浓度为50ppm时,COD和氰化物的去除率均较低,在逐步增大双氰胺甲醛树脂的用量后,二者的去除率都显著提高,用量提高到150ppm后,去除率增长变化趋势减缓。相比之下,氰化物的去除率明显高于COD。相对于图1、图2、图3,图4的效果最优,考虑到再增加药剂用量会导致性价比下降,故不再增加药剂用量。
3.结论
(1)实验结论
①双氰胺甲醛树脂的投加浓度低于100ppm时,效果不明显;②双氰胺甲醛树脂的投加浓度在150～300ppm时,效果较好;③PAC的用量在30ppm时,效果较好,且成本可控;④PAM的用量在1.5ppm时,效果较好,且成本可控;⑤综合技术经济性考虑,双氰胺甲醛树脂最佳投加浓度在150～200ppm,PAC的用量在20～30ppm,PAM的用量在1～1.5ppm时,COD能达到30%以上的去除率,氰化物能达到70%以上的去除率。此时,成本也较为节省,能做到一个较高的性价比。
(2)其他说明
①本实验采用的试验用水是臭氧出水,也可以采用臭氧进水;
②不同的水处理系统,在重复本实验的时候可能效果有所不同,去除率的高低和前段混凝以及臭氧氧化单元的氧化能力有关;
③双氰胺甲醛树脂的投加,对色度的改善也很明显,本实验由于采用的试验用水是经过臭氧氧化后的出水,本身色度已经很低,接近无色,故本文不再赘述;
④通过PAC和PAM的辅助,不仅可以增强双氰胺甲醛树脂对去除COD和氰化物的效果,也可以减少双氰胺甲醛树脂的用量,从而节省成本;
⑤双氰胺甲醛树脂对COD和氰化物的去除,主要靠的是通过絮凝沉降机理。
摘要：焦化废水水质成分复杂,是一种典型的高浓度难降解有机工业废水,目前的深度处理工艺如果单靠其中一种很难做到达标排放,或者成本太高,辅助双氰胺甲醛树脂和PAC、PAM进一步混凝沉降,不仅在处理效果上会起到锦上添花的作用,而且在控制成本上也可以起到相辅相成的作用,能对焦化废水中的COD、氰化物有明显的去除作用,分别能达到平均约30%和70%的去除率。
关键词：双氰胺甲醛树脂,焦化废水,混凝沉降,深度处理
参考文献
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