电催化氧化法深度处理焦化废水

电催化氧化法深度处理焦化废水
黄现统;韦芳;汤爱华;张庆丰
【摘要】Taking the coking waste water after treated by A2/O2 process as research object,the efficiency and influencing fac-tors in advanced treatment of coking waste water by electric catalytic oxidation was investigated. The results show that this method can effectively remove CODCr from coking waste water and hence improve the biodegradability. When the electrolytic voltage was 10. 0V,the electrode distance was 1.
5cm,the pH value was 6. 0,the concentration of NaCl was 300mg/L and the electrolysis time was 60min,the removal rate of CODCr reached over 60﹪and B/C rose from original 0. 22 to more than 0. 35, and the biodegradability of waste water was greatly improved.%以经过A2／O2工艺处理后的焦化废水为研究对象，考察了电催化氧化法深度处理焦化废水的效果和影响因素.结果表明电催化氧化能有效的提高焦化废水的CODCr去除率及废水的可生化性.当电解电压为10v、极板间距为1.5cm、溶液pH值为6.0、NaCl投加量为300mg／L、电解时间为60min时，废水CODCr去除率达到60﹪以上，B ／C由原来的0.22提高到0.35以上，有效降低了后续生化处理工艺的有机负荷.【期刊名称】《枣庄学院学报》
【年(卷),期】2016(033)002
【总页数】5页(P71-75)
【关键词】电催化氧化;深度处理;焦化废水
【作者】黄现统;韦芳;汤爱华;张庆丰
【作者单位】枣庄市环境监测站，山东枣庄277000;山东益源环保科技有限公司，山东枣庄 277000;山东益源环保科技有限公司，山东枣庄 277000;山东益源环保
科技有限公司，山东枣庄 277000
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
焦化废水为典型的难降解工业废水，具有成分复杂、难降解有机物含量高、毒性大等特点，通过常规方法处理后很难达到国家所要求的排放标准[1-3].山东某焦化厂
废水经过A2/O2工艺[4-6]处理后，废水中可生化的有机污染物大部分已经被去除，剩余的有机物以难降解的大分子和环状及杂环有机物为主.处理后出水的CODCr
为200～300mg/L、NH3-N为20～30mg/L，远远达不到国家或地方的排放标准.我们以涂SnO2-Sb2O3的Ti板[7-9]为阳极、Ti板为阴极，采用环境友好型的电化学催化法[10-13]对该废水进行了处理，结果令人满意，CODCr去除率达到60%以上，NH3-N[14]去除率达到85%以上，B/C提高50%以上，有效降低了后续生化处理工艺的有机负荷.后续废水再经过A/O2工艺处理后出水达到《山东省
南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB37/599-2006)(修改单)重点保护区域标准和地方排放标准，即CODCr≤40mg/L，NH3-N≤2mg/L.
1.1 废水来源及其水质
废水取自山东某焦化厂经过A2/O2工艺处理后的二沉池出水，其水质如表1所示.
1.2 试验装置
电催化氧化电解装置由电解槽、阴极板、阳极板和直流电源四部分组成.电解槽为PVC防腐材质，大小为105cm×6.6cm×51cm，有效容积为30L；阴极板为
100cm×50cm×1.5mm的钛板，阳极板为100cm×50cm×1.5mm的涂
SnO2/Sb2O3钛板；直流电源最大量程为12V/100A.
1.3 试验方法
将焦化废水加入电解槽中，调整电解电压、废水pH值、极板间距、及废水中电解质含量，电解一定时间后检测CODCr、BOD5、NH3-N等指标来说明电催化氧化技术对焦化废水的深度处理效果.
1.4 测定指标及方法
CODCr：重铬酸钾法；BOD5：稀释与接种法；NH3-N：纳氏试剂分光光度法；pH：玻璃电极法；SS：重量法；色度：稀释倍数法；Cl-：离子色谱法.
试验中以CODCr去除率为主要指标，考察电催化氧化技术对焦化废水的深度处理效果，考虑极板间距、电解电压、pH、电解时间等因素对焦化废水处理效果的影响.
2.1 电解时间的影响
试验中，将电压设定为6.0V，板间距设定为1.0cm，考察电解时间对CODCr去除率的影响，效果见图1所示.
由图1可以看出，当反应时间>60min时，电解对CODCr的去除率增加缓慢，去除率稳定在45%左右，因此确定电解的最佳时间为60min.
2.2 极板间距的影响
试验中，将电压设定为6.0V，取焦化废水电解60min时，不同极板间距对CODCr去除率的影响，结果见图2所示.
由图2可以看出，随着极板间距增加，电解效率下降.极板间距小使得极板间产生的自由基离子扩散距离短，能很快的与有机污染物发生作用，有利于提高电催学氧化的效率.
在极板间距为1.0～2.0cm时，CODCr的去除率较高，随着极板间距增大，电阻
增大，使得电流效率降低，CODCr的去除率明显下降.当极板间距为3.0cm、电解60min时，CODCr的去除率仅达到31.2%.极板间距过小，不利于试验及工程操作，极板间距过大则去除率低，因此极板间距确定为1.5cm，既能达到较高的CODCr去除率，又能降低能耗.
2.3 电解电压的影响
板间距设定为1.5cm，调节不同电压电解60min时，取水样测定CODCr，考察电解电压对焦化废水CODCr去除率的影响，结果见图3所示.
由图3可以看出，电解电压越大，CODCr去除效果越好.这是因为随着电解电压的增加，直接增大了废水中带电粒子运动的推动力，导致废水中·OH自由基浓度升高，与有机物的接触机会增多，从而提高焦化废水中CODCr去除率.但电解电压越大，能耗也越大，综合考虑经济因素，选择最佳电压为10V.
2.4 NaCl对焦化废水处理效果的影响
经测定原废水中Cl-含量为485.2mg/L，当板间距设定为1.5cm，电压为10V，向焦化废水中加入不同量的NaCl电解60min时，考察加入不同浓度NaCl对CODCr去除率的影响，试验结果见图4所示.
试验表明，随着NaCl的质量浓度的提高而增加了间接电化学氧化有机物的能力.由图4可以看出，电解焦化废水时加入少量的NaCl，CODCr去除率明显提高.原因是Cl-在阳极失去电子后和水反应，生成Cl2、ClO-等氧化剂，加强了废水的处理效果，不但能提高CODCr去除率还能提高NH3-N的去除率，NH3-N由原来的45.7mg/L降低为6.1mg/L，NH3-N去除率达到85%以上.但NaCl的投加量过高时，会引入过多的盐分且生成难降解的有机氯化物，因此电解时加入NaCl的量确定为300mg/L.
2.5 废水pH值对焦化废水深度处理的影响
加稀硫酸调节废水pH值，板间距设定为1.5cm，电压为10V，焦化废水中加入
300mg/L的NaCl电解60min，考察不同pH值对CODCr去除率的影响，试验结果见图5所示.
由图5可以看出，pH≤6.0时，焦化废水的处理效果较好，综合考虑运行成本及电解完出水对后续生化系统的影响，选择pH值为6.0.
电压定为10V，极板间距为1.5cm，经A2/O2工艺处理后焦化废水中加入
300mg/L NaCl并调节pH值为6.0电解60min时，测量各指标，结果见表2所示.
由表2可以看出，经电催化氧化后，CODCr由245mg/L降低为76.5mg/L，去除率达到68.78%；NH3-N由原来的45.7mg/L降低为4.8mg/L，去除率达到89.38%；B/C由原来的0.22提高到了0.38，大大提高了废水的可生化性.
(1)研究表明，电催化氧化深度处理焦化废水的最佳处理条件如下：pH值为6.0，电解电压为10V，极板间距为1.5cm，电解时间为60min，NaCl投加量为
300mg/L，在此条件下，焦化废水的CODCr去除率达到60%以上，NH3-N去
除率达到85%以上，B/C由原来的0.22提高到0.35以上，大大提高了废水的可生化性，为后续的生化系统减轻负荷.
(2)吨水运行成本远远低于fenton氧化，且电解过程不生成污泥，不产生二次污染.
(3)后续废水再经过A/O2工艺处理后出水达到《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB37/599-2006)(修改单)重点保护区域标准和地方排放标准，即CODCr≤40mg/L，NH3-N≤2mg/L.
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