CN110759578B - 一种煤化工洗涤废水的处理方法 - Google Patents

一种煤化工洗涤废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤化工洗涤废水的处理方法，先通过磁絮凝沉淀强化絮凝效果，对废水中焦油类、悬浮杂质及其他大分子物质进行部分去除，然后通过紫外活化过硫酸盐氧化，激发生成硫酸根自由基，可有效将吡啶、喹啉等难降解有机物开环分解成丙烯醇、乙酰胺等易降解物质，从而提高难降解有机物去除率，提高废水可生化性；再采用光电‑芬顿氧化法，利用电化学方法生产芬顿试剂以处理废水，同时引入紫外光，紫外光和Fe2+对H2O2的催化分解存在协同效应，分解速率大大提高，可有效处理难降解有机物，矿化程度高，不会产生二次污染，且操作简单，控制参数仅有电压和电流，便于实现自动化控制。

Description

一种煤化工洗涤废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种有机物浓度高、氨氮浓度高、可生化性差的煤化工洗涤废水的处理方法。
背景技术
煤化工，就是对煤进行化学加工从而使其产生气体、液体等相关体态的过程的一种工业。由于生产过程和最终产品之间存在的不同，煤化工企业排放废水主要来源于对煤进行焦化、气化、液化和电石这四个方面，其中产生很多毒性大浓度较高的洗涤废水，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。废水中COD一般在5000mg/L左右、氨氮在200～500mg/L，可生化性较差。废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫等其他如喹啉、吲哚、吡啶、咔唑、联苯、三联苯等杂环化合物等，是一种典型的难降解的有机工业废水。由于该类废水成分复杂，污染程度高，很难得到有效地解决。
目前针对煤化工洗涤废水中高浓度COD、高氨氮及多数难降解杂环有机污染成分常采用铁碳微电解、芬顿氧化工艺联合生化工艺进行处理，但因废水中成分复杂，大多数吡啶、喹啉、吲哚类等难降解的杂环有机物去除效果差，残留量多，去除效果不明显，处理后出水可生化性一般，生化降解效果较差，难以达标，且固废量过大成本过高。
申请号为201810988123.9的中国专利公开了一种煤化工废水净化处理工艺，该工艺包括：1)将废水通入废水处理装置中进行预处理，进行沉淀并去除油类、悬浮物等；2)采用树脂吸附的方法对处理后的废水进行吸附；3)通过空气吹脱塔对得到的废水进行处理；4)利用生物好氧处理的方式对废水进行处理，进一步去除水中的COD和NH3-N，从而完成废水的处理。该方法中有机物和氨氮去除方法为树脂吸附联合空气吹脱，树脂吸附效果难以稳定维持，水质要求过高，难以应对水质波动带来的影响，无法保证处理效果稳定性，且自身用量过大，树脂需要进行再生处理，再生频繁，成本较高；吹脱法必须进行相应后处理工艺，否则会产生二次污染。
发明内容
现针对煤化工类高浓度COD和氨氮废水处理工艺存在的问题，本发明提供了一种煤化工洗涤废水的处理方法，主要解决煤化工洗涤废水有机物浓度高，氨氮浓度高，可生化性差，降解不彻底的问题。
针对上述目的，本发明采用的技术方案由下述步骤组成：
1、磁絮凝沉淀
将废水用碱调节至pH为7～9，然后加入絮凝剂和磁粉，控制絮凝剂的加入量为200～800mg/L、磁粉的加入量为100～500mg/L，絮凝沉降5～20min后，过滤分离，磁粉回收再利用，絮体污泥作固废处理，滤液进行下一步处理。
2、紫外光活化过硫酸盐氧化
将步骤1得到的滤液用硫酸调节pH至2～6，在5～11mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠浓度为0.5～2.0mmol/L，搅拌反应20～50min，反应完成后进行下一步处理。
3、光电-芬顿氧化
将步骤2处理后的滤液用碱调节pH至3～6，然后加入硫酸钠和硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，使滤液中硫酸钠浓度为2～10g/L、硫酸亚铁浓度为0.5～2.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极，多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25～2.0L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在10～25V的电解电压下进行，同时外加光源80～100W紫外线高压汞灯，电解反应5～20min，反应后出水调碱、絮凝、过滤后直接进行生化处理。
上述步骤1中，优选控制废水中絮凝剂的加入量为500～600mg/L、磁粉加入量200～250mg/L，絮凝沉降5～10min。
上述步骤1中，所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁等中任意一种。
上述步骤2中，优选将步骤1得到的滤液用硫酸调节pH至2～3，在8～10mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠浓度为0.8～1.5mmol/L，搅拌反应30～40min。
上述步骤3中，优选将步骤2处理后的滤液用碱调节pH至4～4.5，然后加入硫酸钠和硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，使滤液中硫酸钠浓度为4～6g/L、硫酸亚铁浓度为0.8～1.2mmol/L。
上述步骤3中，进一步优选曝气量为0.25～0.5L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应的电解电压为15～20V，同时外加光源80～100W紫外线高压汞灯，电解反应10～15min。
上述方法中，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明煤化工洗涤废水的COD浓度为5000mg/L以上、BOD浓度为1000mg/L以上、氨氮浓度为300mg/L以上、吡啶浓度为40mg/L以上。
本发明的有益效果如下：
1、本发明针对原废水中焦油、部分大分子有机物成分及其他少量悬浮物杂质进行磁絮凝沉淀处理，絮凝剂和磁粉同步加入以增加絮体的总体密度，从而加快了絮体沉降速度，缩短停留时间以保证对大部分污染物有效降低其反溶解过程的机率；同时高速沉降的絮体和磁粉形成污泥，受加载磁粉力影响浓缩度高，污泥浓度低，且其稳定性极强，不受水流影响，故不会导致污泥上漂，同时水体表面负荷高，过滤速度快，易于分离，磁粉回收循环使用；根据混凝动力学可知，扩散在水中的磁粉使水中悬浮颗粒增多，增加了胶体物质碰撞的机率，并且磁粉产生的微弱磁场使磁粉周围带电胶体受到洛伦兹力的作用而运动，促进了悬浮物和胶体物质的碰撞从而使水中颗粒形成絮体的几率更大，强化了絮凝效果，对废水中焦油类、悬浮杂质及其他大分子物质的去除效果更为优越显著。
2、本发明通过紫外活化过硫酸盐，激发生成硫酸根自由基(SO4 -·)，具有很高的氧化还原电位，可以和有机污染物有效的发生电子转移、加成、氢取代等反应，可有效将吡啶、喹啉等难降解有机物开环分解成丙烯醇、乙酰胺等易降解物质，从而提高难降解有机物去除率，利于后续的彻底降解。同时可通过紫外光强度调节有效控制污染物降解速率，快速高效，工艺简单，能耗低，反应条件易于控制，无大量固废产生。
3、本发明采用光电-芬顿方法作为传统芬顿法的改进型，利用电化学方法生产芬顿试剂以处理废水，同时引入紫外光，协同催化有机物降解。光电-芬顿方法继承了传统芬顿法处理废水的优点：作为芬顿试剂的H2O2可在反应过程中产生，减少了外加药剂的成本；紫外光和Fe2+对H2O2的催化分解存在协同效应，分解速率大大提高，可有效处理难降解有机物，有机物矿化程度高，且能耗相对较低，不会产生二次污染；操作简单，控制参数仅有电压和电流，便于实现自动化控制。经光电-芬顿氧化去除废水中绝大部分大分子有机物，利于后续生化处理。
4、常规的H2O2氧化法，其机理为H2O2在催化作用下产生寿命短、氧化性极强的·OH而对水中的有机污染物进行无选择性氧化从而达到有机物充分降解的目的。而针对吡啶类含氮杂环物质的处理过程中，·OH主要进攻吡啶分子结构的间位，生成3-羟基吡啶中间产物，随后会继续氧化为吡啶二醇类物质，对吡啶类含氮杂环架构的开环能力较差，同时·OH自身消耗过大，氧化降解不彻底。而本发明采用紫外活化过硫酸盐激发生成的硫酸根自由基(SO4 -·)对吡啶攻击后会导致其开环生成易氧化的丙烯醇、乙酰胺及其他含氮化合物，随后协同下步的光电-芬顿工艺将开环后的中间氧化产物继续氧化为丙三醇和甲酰胺，继而继续氧化为乙酸等无机酸类易于生物降解的小分子物质，两者达到了协同增效的作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
下面实施例和试验部分的处理废水为内蒙古乌海市某煤化工厂生产过程产生的煤化工洗涤废水，废水产生量为600t/d，其COD浓度为5523mg/L、BOD浓度为1365mg/L、氨氮浓度为362mg/L、吡啶浓度为48.2mg/L，B/C值低，可生化性差，各项指标均未达到国家排放标准。
实施例1
1、磁絮凝沉淀
将10L废水用氢氧化钠调节至pH为8，然后向其中加入6g聚合氯化铝，同时加入2g磁粉，使之与污染物絮凝结合成一体，产生大量絮状矾花沉降5min后，过滤分离，磁粉回收再利用，污泥作固废处理，滤液进行下一步处理。经检测，滤液中COD浓度为5073mg/L、BOD浓度为1317mg/L、氨氮浓度为330mg/L、吡啶浓度47.9mg/L，对应前三者去除率分别为8.15％、3.52％、8.84％。
2、紫外光活化过硫酸盐氧化
向步骤1得到的滤液中加入硫酸调节pH至3，然后在强度为9mW/cm2的紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠的浓度为1.0mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应30min。处理后水中COD浓度为4265mg/L、BOD浓度为1305mg/L、氨氮浓度为287mg/L、吡啶浓度为1.0mg/L，对应去除率分别为22.78％、4.40％、20.72％、97.92％。其中吡啶几乎完全分解，反应完成后进行下一步处理。
3、光电-芬顿氧化
将步骤2处理后的滤液用氢氧化钠调节pH至4，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在20V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应15min。反应后出水调碱、絮凝、过滤后固相作危废，出水进行下一步处理。经测试，处理后出水COD浓度为2523mg/L、BOD浓度为1203mg/L、氨氮浓度为186mg/L，对应COD、氨氮两者去除率分别为54.32％、48.62％，B/C＝0.48，出水生化性良好，可直接进行生化处理。
对比例1
在实施例1的步骤1中不加磁粉，其他与实施例1相同，经步骤1处理后出水COD浓度为5276mg/L、氨氮浓度为348mg/L，在絮凝的过程中磁粉的加入可有效的加强絮凝效果，从而在同等絮凝效果下可明显优化并降低用药量，节约成本。
对比例2
在实施例1的步骤2中去除紫外光，其他与实施例1相同，经步骤2处理后出水COD＝5014mg/L、氨氮＝318mg/L，去除效果不佳，而在同等条件下进行紫外光激活，效果会明显提升。
对比例3
在实施例1的步骤3中，将光电-芬顿氧化法改为常规芬顿氧化法，双氧水加入量为滤液质量的3％，50℃水浴条件下反应1h，处理后出水COD浓度为2986mg/L、氨氮浓度为202mg/L，药剂成本过高，反应速率过慢。
实施例2
1、磁絮凝沉淀
将10L废水用氢氧化钠调节至pH为8，然后向其中加入2g聚合氯化铝，同时加入1g磁粉，使之与污染物絮凝结合成一体，产生大量絮状矾花沉降15min后，过滤分离，磁粉回收再利用，污泥作固废处理，滤液进行下一步处理。
2、紫外光活化过硫酸盐氧化
向步骤1得到的滤液中加入硫酸调节pH至3，然后在强度为9mW/cm2的紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠的浓度为1.5mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应20min。
3、光电-芬顿氧化
将步骤2处理后的滤液用氢氧化钠调节pH至4，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.5mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在10V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应20min。反应后出水调碱、絮凝、过滤后固相作危废，出水进行下一步处理。经测试，处理后出水COD浓度为2616mg/L、BOD浓度为1218mg/L、氨氮浓度为216mg/L，对应去除率分别为52.63％、10.77％、40.33％，B/C＝0.46，出水生化性良好，可直接进行生化处理。
实施例3
1、磁絮凝沉淀
将10L废水用氢氧化钠调节至pH为8，然后向其中加入8g聚合氯化铝，同时加入5g磁粉，使之与污染物絮凝结合成一体，产生大量絮状矾花沉降10min后，过滤分离，磁粉回收再利用，污泥作固废处理，滤液进行下一步处理。
2、紫外光活化过硫酸盐氧化
向步骤1得到的滤液中加入硫酸调节pH至4，然后在强度为11mW/cm2的紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠的浓度为1.0mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应40min。
3、光电-芬顿氧化
将步骤2处理后的滤液用氢氧化钠调节pH至3，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.5L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在25V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应5min。反应后出水调碱、絮凝、过滤后固相作危废，出水进行下一步处理。经测试，处理后出水COD浓度为2602mg/L、BOD浓度为1210mg/L、氨氮浓度为209mg/L，对应去除率分别为52.89％、11.35％、42.27％，B/C＝0.46，出水生化性良好，可直接进行生化处理。
实施例4
1、磁絮凝沉淀
将10L废水用氢氧化钠调节至pH为8，然后向其中加入4g聚合氯化铝，同时加入3g磁粉，使之与污染物絮凝结合成一体，产生大量絮状矾花沉降20min后，过滤分离，磁粉回收再利用，污泥作固废处理，滤液进行下一步处理。
2、紫外光活化过硫酸盐氧化
向步骤1得到的滤液中加入硫酸调节pH至2，然后在强度为7mW/cm2的紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠的浓度为2.0mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应50min。
3、光电-芬顿氧化
将步骤2处理后的滤液用氢氧化钠调节pH至5，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为2.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为1.0L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在15V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应10min。反应后出水调碱、絮凝、过滤后固相作危废，出水进行下一步处理。经测试，处理后出水COD浓度为2651mg/L、BOD浓度为1256mg/L、氨氮浓度为234mg/L，对应去除率分别为52.00％、7.98％、35.36％，B/C＝0.47，出水生化性良好，可直接进行生化处理。
实施例5
1、磁絮凝沉淀
将10L废水用氢氧化钠调节至pH为8，然后向其中加入6g聚合氯化铝，同时加入3g磁粉，使之与污染物絮凝结合成一体，产生大量絮状矾花沉降20min后，过滤分离，磁粉回收再利用，污泥作固废处理，滤液进行下一步处理。
2、紫外光活化过硫酸盐氧化
向步骤1得到的滤液中加入硫酸调节pH至6，然后在强度为5mW/cm2的紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠的浓度为0.5mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应50min。
3、光电-芬顿氧化
将步骤2处理后的滤液用氢氧化钠调节pH至6，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为2.0L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在10V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应20min。反应后出水调碱、絮凝、过滤后固相作危废，出水进行下一步处理。经测试，处理后出水COD浓度为2691mg/L、BOD浓度为1271mg/L、氨氮浓度为246mg/L，对应去除率分别为51.28％、6.89％、32.04％，B/C＝0.47，出水生化性良好，可直接进行生化处理。
为了确定本发明的有益效果，发明人进行了大量的实验室研究试验，具体试验情况如下：
1、确定絮凝剂加入量
将废水用氢氧化钠调节至pH为8，然后分别加入200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L聚合氯化铝以及200mg/L磁粉，絮凝沉降5min后出水指标见表1。
表1
Figure BDA0002258549440000081
由表1可见，聚合氯化铝投加量在600mg/L时基本可以最大限度去除废水中的焦油、部分大分子有机物成分及其他少量悬浮物杂质。
2、确定磁粉加入量
将废水用氢氧化钠调节至pH为8，加入600mg/L聚合氯化铝，并分别加入100mg/L、200mg/L、300mg/L、500mg/L磁粉，絮凝沉降5min后出水指标见表2。
表2
Figure BDA0002258549440000091
由表2可见，控制磁粉加入量为200mg/L最佳。
3、确定絮凝沉降时间
将废水用氢氧化钠调节至pH为8，加入600mg/L聚合氯化铝和200mg/L磁粉，分别絮凝沉降5min、10min、15min、20min后出水指标见表3。
表3
Figure BDA0002258549440000092
由表3可见，随着絮凝时间的延长，废水中各项指标变化不大，故沉降时间优选为5～10min。
4、确定紫外光照强度
将实施例1步骤1得到的滤液用硫酸调节pH至3，然后分别在强度为5mW/cm2、7mW/cm2、9mW/cm2、11mW/cm2的紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠的浓度为1.0mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应30min。处理后出水指标见表4。
表4
Figure BDA0002258549440000101
由表4可见，紫外光照强度对吡啶、喹啉、吲哚等难降解的杂环有机污染物起到直接的降解去除作用，当紫外光照强度增大时，溶液中光子能量增多，过硫酸盐经紫外光照射产生的硫酸根自由基(SO4 -·)增多，从而增加了硫酸根自由基与吡啶等杂环有机物接触反应的几率，提高了降解速率。当光照强度达到9mW/cm2，体系的降解效率已达到最大，为节约能耗故设定最佳光照强度为9mW/cm2。
5、确定过硫酸钠加入量
将实施例1步骤1得到的滤液用硫酸调节pH至3，在强度为9mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使其中过硫酸钠浓度分别为0.5mmol/L、1.0mmol/L、1.5mmol/L、2.0mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应30min。处理后出水指标见表5。
表5
Figure BDA0002258549440000102
Figure BDA0002258549440000111
由表5可见，当体系中过硫酸钠浓度为1.0mmol/L时，吡啶等杂环物质的降解率已达到最大，这是因为当过硫酸盐投加量增大时，被紫外光激活的SO4 -·随之增多，与吡啶等杂环有机物充分反应，提高来了降解效率，继续增大过硫酸盐投加量，降解率出现缓慢下降，分析原因为体系中过量的过硫酸根(S2O8 2-)会消耗SO4 -·，且SO4 -·自身也会出现自猝灭现象，故本发明过硫酸钠最佳投加量为1.0mmol/L。
6、确定紫外光活化过硫酸盐氧化的初始pH
将实施例1步骤1得到的滤液分别用硫酸调节pH至2、3、4、6，在强度为9mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使其中过硫酸钠浓度分别为1.0mmol/L，在100r/min转速下搅拌反应30min。处理后出水指标见表6。
表6
Figure BDA0002258549440000112
由表6可见，在pH＝3时吡啶等杂环有机物降解率达到最大为97.92％，继续提高pH时，吡啶等杂环有机物的降解率逐渐下降，因过硫酸根(S2O8 2-)在不同的酸性pH下呈现不同的氧化性，S2O8 2-不仅可以被紫外光激活生成硫酸根自由基(SO4 -·)，而且与H+反应同样可以生成硫酸根自由基(SO4 -·)，大大增加了反应体系中硫酸根自由基(SO4 -·)的浓度，同时过硫酸钠进行酸催化降解，产生HSO4 -和SO4，并在强酸作用下SO4进一步水解成卡罗酸(H2SO5)，酸催化分解会消耗过硫酸盐，吡啶等杂环有机物的降解受到影响，故本发明最佳选择pH＝3。
7、确定紫外光活化过硫酸盐氧化时间
将实施例1步骤1得到的滤液分别用硫酸调节pH至3，在强度为9mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使其中过硫酸钠浓度分别为1.0mmol/L，在100r/min转速下分别搅拌反应20min、30min、40min、50min。处理后出水指标见表7。
表7
Figure BDA0002258549440000121
由表7可见，随着反应时间的延长，吡啶等杂环有机物的降解率整体呈现增加的趋势，体系在反应30min时吡啶等杂环有机物的降解已基本达到平衡阶段，故本发明最佳反应时间为30min。
8、光电-芬顿氧化的初始pH
将实施例1步骤2处理后的滤液分别用氢氧化钠调节pH至3、4、5、6，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在20V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应15min。反应后出水指标见表8。
表8
Figure BDA0002258549440000122
Figure BDA0002258549440000131
由表8可见，当体系pH＜4时，随着pH的降低，COD去除率下降，因为过强的酸性加速了H2O2的无效分解，整体反应速率降低；当pH＞4时，COD去除率下降，过高的pH既减少了阴极表面产生H2O2的活性点位，又生成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀，催化剂量减少，抑制了反应的进行，故本发明最佳选择pH控制在4。
9、确定电解电压
将实施例1步骤2处理后的滤液分别用氢氧化钠调节pH至4，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25L/min，分别通过调节直流稳压电源使电化学反应在10V、15V、20V、25V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应15min。反应后出水指标见表9。
表9
Figure BDA0002258549440000132
由表9可见，随着反应电压的升高，O2在阴极产生的H2O2增多，生成的·OH量增加，反应效率上升，COD去除率增大，当电压达到20V时，COD去除率已基本平衡，为节约能耗，故本发明最佳选择电解电压为20V。
10、确定曝气量
将实施例1步骤2处理后的滤液分别用氢氧化钠调节pH至4，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，分别控制曝气量为0.25L/min、0.5L/min、1.0L/min、2.0L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在20V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应15min。反应后出水指标见表10。
表10
Figure BDA0002258549440000141
由表10可见，反应体系中随着曝气量的增大，COD去除率呈现明显的下降趋势，原因为过大的曝气量使O2在溶液中饱和，并氧化Fe2+生成Fe3+，不利于芬顿反应的进行，若曝气量过低，导致H2O2生成量不足，抑制反应的进行，处理效率降低，综合考虑设定最佳曝气量为0.25L/min。
11、确定硫酸亚铁加入量
将实施例1步骤2处理后的滤液分别用氢氧化钠调节pH至4，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L，硫酸亚铁的浓度分别为0.5mmol/L、1.0mmol/L、1.5mmol/L、2.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在20V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，电解反应15min。反应后出水指标见表11。
表11
Figure BDA0002258549440000151
由表11可见，在反应中，Fe2+的催化作用可以促进·OH的产生，而当Fe2+浓度继续增大达到2.0mmol/L时，去除率反而出现了下降的趋势，分析原因当体系中产生的H2O2的量是一定时，过多的Fe2+浓度不但不能和H2O2发生芬顿反应，相反还会导致部分·OH被Fe2+捕获，造成·OH的无用效果，影响COD去除效果，故本发明最佳选择硫酸亚铁的浓度为1.0mmol/L。
12、确定电解时间
将实施例1步骤2处理后的滤液分别用氢氧化钠调节pH至4，然后加入Na2SO4作为支持电解质，同时加入硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，保证滤液中Na2SO4的浓度为5g/L、硫酸亚铁的浓度1.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极、多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在20V的电解电压下进行，同时外加光源80W紫外线高压汞灯(波长为365nm)，分别电解反应5min、10min、15min、20min。反应后出水指标见表12。
表12
Figure BDA0002258549440000152
Figure BDA0002258549440000161
由表12可见，反应过程中随着反应时间的增加，COD去除率逐渐升高，当反应时间达到15min时，COD去除率已基本平衡，为降低能耗，故本发明最佳选择电解反应时间为15min。

Claims (7)

1.一种煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于所述方法由下述步骤组成：
（1）磁絮凝沉淀
将废水用碱调节至pH为7～9，然后加入絮凝剂和磁粉，控制絮凝剂的加入量为200～800mg/L、磁粉的加入量为100～500mg/L，絮凝沉降5～20min后，过滤分离，磁粉回收再利用，絮体污泥作固废处理，滤液进行下一步处理；
所述废水的COD浓度为5000mg/L以上、BOD浓度为1000mg/L以上、氨氮浓度为300mg/L以上、吡啶浓度为40mg/L以上；
（2）紫外光活化过硫酸盐氧化
将步骤（1）得到的滤液用硫酸调节pH至2～6，在5～11mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠浓度为0.5～2.0mmol/L，搅拌反应20～50min，反应完成后进行下一步处理；
（3）光电-芬顿氧化
将步骤（2）处理后的滤液用碱调节pH至3～6，然后加入硫酸钠和硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，使滤液中硫酸钠浓度为2～10g/L、硫酸亚铁浓度为0.5～2.0mmol/L；电解槽以钛网为阳极，多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25～2.0L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应在10～25V的电解电压下进行，同时外加光源80～100W紫外线高压汞灯，电解反应5～20min，反应后出水调碱、絮凝、过滤后直接进行生化处理。
2.根据权利要求1所述的煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于：步骤（1）中，控制废水中絮凝剂的加入量为500～600mg/L、磁粉加入量200～250mg/L，絮凝沉降5～10min。
3.根据权利要求1或2所述的煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁中任意一种。
4.根据权利要求1所述的煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于：步骤（2）中，将步骤（1）得到的滤液用硫酸调节pH至2～3，在8～10mW/cm2紫外光照下加入过硫酸钠，使滤液中过硫酸钠浓度为0.8～1.5mmol/L，搅拌反应30～40min。
5.根据权利要求1所述的煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中，将步骤（2）处理后的滤液用碱调节pH至4～4.5，然后加入硫酸钠和硫酸亚铁，完全溶解后倒入电解槽中，使滤液中硫酸钠浓度为4～6g/L、硫酸亚铁浓度为0.8～1.2mmol/L。
6.根据权利要求5所述的煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于：电解槽以钛网为阳极，多孔石墨板为阴极，在阴极通入空气，控制曝气量为0.25～0.5L/min，通过调节直流稳压电源使电化学反应的电解电压为15～20V，同时外加光源80～100W紫外线高压汞灯，电解反应10～15min。
7.根据权利要求1所述的煤化工洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI735348B (zh) * 2020-10-12 2021-08-01 台灣中油股份有限公司 可同時處理含高濃度氨氮及有機組成廢水之方法及系統
CN113735346A (zh) * 2021-09-13 2021-12-03 中新联科环境科技(安徽)有限公司 一种有机化工废水的处理方法
CN113754156A (zh) * 2021-09-22 2021-12-07 中新联科环境科技(安徽)有限公司 一种复合高级氧化技术处理dmf废水的方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786756A (zh) * 2010-02-09 2010-07-28 广西博世科环保科技有限公司 一种处理生化难降解有机废水的工艺方法
CN102659223A (zh) * 2012-05-28 2012-09-12 南京工业大学 一种处理难降解有机废水的光/电Fenton装置
CN103910460A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 北京清大国华环保科技有限公司 一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置
CN104163539A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 中国科学院生态环境研究中心 一种煤化工废水的处理方法
CN105417894A (zh) * 2016-01-05 2016-03-23 宜兴市永创环保科技有限公司 一种高浓度、难降解废水处理方法
CN108383299A (zh) * 2018-05-07 2018-08-10 河北超绿节能环保科技有限公司 煤化工废水的预处理方法及预处理系统
CN108585163A (zh) * 2018-03-19 2018-09-28 重庆文理学院 一种催化单过硫酸盐产生硫酸根自由基降解有机物的方法
CN108996656A (zh) * 2018-08-17 2018-12-14 河北工业大学 一种热活化过硫酸钠去除高盐煤化工废水cod的方法
CN109205916A (zh) * 2018-08-28 2019-01-15 浙江奇彩环境科技股份有限公司 活性炭生产过程中喷淋洗水的处理方法
CN109574387A (zh) * 2018-12-13 2019-04-05 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法
CN109879533A (zh) * 2019-03-07 2019-06-14 浙江奇彩环境科技股份有限公司 一种橡胶废水的处理方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786756A (zh) * 2010-02-09 2010-07-28 广西博世科环保科技有限公司 一种处理生化难降解有机废水的工艺方法
CN102659223A (zh) * 2012-05-28 2012-09-12 南京工业大学 一种处理难降解有机废水的光/电Fenton装置
CN103910460A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 北京清大国华环保科技有限公司 一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置
CN104163539A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 中国科学院生态环境研究中心 一种煤化工废水的处理方法
CN105417894A (zh) * 2016-01-05 2016-03-23 宜兴市永创环保科技有限公司 一种高浓度、难降解废水处理方法
CN108585163A (zh) * 2018-03-19 2018-09-28 重庆文理学院 一种催化单过硫酸盐产生硫酸根自由基降解有机物的方法
CN108383299A (zh) * 2018-05-07 2018-08-10 河北超绿节能环保科技有限公司 煤化工废水的预处理方法及预处理系统
CN108996656A (zh) * 2018-08-17 2018-12-14 河北工业大学 一种热活化过硫酸钠去除高盐煤化工废水cod的方法
CN109205916A (zh) * 2018-08-28 2019-01-15 浙江奇彩环境科技股份有限公司 活性炭生产过程中喷淋洗水的处理方法
CN109574387A (zh) * 2018-12-13 2019-04-05 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法
CN109879533A (zh) * 2019-03-07 2019-06-14 浙江奇彩环境科技股份有限公司 一种橡胶废水的处理方法

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