摘要：采用高溫?zé)Y(jié)型微電解填料預(yù)處理煤制油廢水，通過正交實(shí)驗(yàn)研究了初始pH、微電解時(shí)間及曝氣強(qiáng)度等對廢水的預(yù)處理影響。結(jié)果表明，微電解影響因素從大到小依次為：微電解時(shí)間> pH> 曝氣強(qiáng)度；微電解預(yù)處理煤制油廢水的最佳工藝參數(shù)為：初始pH 4.0，微電解90 min，氣水比3：1充氧曝氣；通過平行實(shí)驗(yàn)，COD平均去除率及出水水質(zhì)分別為54.7%和1 773 mg/L，廢水生物毒性指標(biāo)EC50由原水12.5%的高毒性轉(zhuǎn)化成48.3%的中毒性，為后續(xù)生化系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了有利條件，是預(yù)處理煤制油廢水的有效方法之一。
煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展與地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾較為突出，煤化工廢水的處理不僅是制約我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，也是國內(nèi)外煤化工產(chǎn)業(yè)共同面臨的一大難題。煤化工廢水不僅具有污染物種類多、濃度高、毒性大、難生物降解、色度深等特點(diǎn)，且現(xiàn)有生化系統(tǒng)長期受此沖擊，出水COD等多項(xiàng)指標(biāo)難以穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，致使后續(xù)提標(biāo)及深度處理無法正常進(jìn)行。不少煤化工企業(yè)廢水排放量已超過該地區(qū)水環(huán)境承載能力，使本已脆弱的水環(huán)境和生態(tài)等遭到嚴(yán)重破壞，也威脅到了許多城鎮(zhèn)的飲用水安全。煤化工廢水原有生化系統(tǒng)多處于非正常運(yùn)行狀態(tài)，其主要原因在于系統(tǒng)缺少有效實(shí)用的預(yù)處理設(shè)施，而傳統(tǒng)的氣浮、混凝沉淀等預(yù)處理方法對生化系統(tǒng)起不到把關(guān)作用，導(dǎo)致出水水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)。
而微電解技術(shù)集電化學(xué)、氧化-還原、物理吸附以及絮凝沉淀等功能于一體，鐵-碳原電池反應(yīng)中陰極將發(fā)生的一系列中間反應(yīng)，產(chǎn)物如O2-、H2O2，這些中間產(chǎn)物具有極強(qiáng)的氧化性。在處理高鹽、高濃度有機(jī)物、高毒性化工廢水中表現(xiàn)出良好的氧化性、降毒、脫色、強(qiáng)化絮凝、改善可生化性等優(yōu)勢，尤其是燒結(jié)型無板結(jié)多元氧化微電解填料的成功開發(fā)和應(yīng)用，克服了制約傳統(tǒng)鐵炭填料板結(jié)無法大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸，并成為解決高濃度難降解有機(jī)廢水最實(shí)用的預(yù)處理手段之一。
本研究采用燒結(jié)型多元氧化微電解填料預(yù)處理某煤制油廢水，考察了該填料及工藝對有機(jī)污染物（COD）的去除效果、最佳適用參數(shù)以及對生物毒性降低程度，為同類工程實(shí)施提供借鑒。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1實(shí)驗(yàn)水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)水質(zhì)：采用某煤制油公司提供的煤化工加氫脫酚并經(jīng)氣浮除油后的綜合廢水，該水樣外觀呈褐色，經(jīng)測定其PH為9.18，COD 3910 MG/L，BOD5 420 MG/L，生物毒性EC50 12.5%（強(qiáng)毒性），氨氮113 MG/L，石油類120 MG/L，揮發(fā)酚95MG/L。
1.2微電解填料
實(shí)驗(yàn)用微電解填料:采用鐵炭質(zhì)量比為3：1、1000~1100攝氏度高溫隔氧燒結(jié)而成的新型無板結(jié)多元微電解填料（MOMF-01），是由活性鐵、炭、造孔劑及多元金屬催化劑固相燒結(jié)而成的多孔合金結(jié)構(gòu)，為煤科院專利填料。技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性：堆積密度1000~1100kg/m3，比表面積1.2m2/g，孔隙率65%，抗壓強(qiáng)度≥600kgf/cm2，尺寸20~30mm，年消耗率15%~30%（視具體水質(zhì)及反應(yīng)條件），填料使用前用原水浸泡24h后備用，以消除表面殘存炭粉的吸附干擾。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1.3實(shí)驗(yàn)裝置
多元微電解反應(yīng)裝置見圖1。實(shí)驗(yàn)裝置尺寸，φ100mm*150mm，有效容積1000ml，材質(zhì)為有機(jī)玻璃，采用微孔管曝氣。
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