兰炭废水
兰炭废水处理技术
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要 :说 明 了 兰 炭废 水 的基 本 特 点 及 处 理 难 点 , 介 绍 了原 料 氨 水 的 预 处 理 、 脱氨脱酚处理 、 蒸 氨废水的预处理 、 生
化处理 、 后处理及深度处理等工艺技术 , 采 用 上 述 处 理 技 术 可 以保 证 处 理 后 的水 质 满 足 国 家排 放 标 准 的要 求 。
程 中主要 废 水 分 别 来 自煤 经 过 低 温 干馏 的 剩 余 氨
水、 加氢 裂化 工艺 产 生 的含 酚 污 水 及 其 他 污 染 物浓
度 接近 生 活 污 水 的 生 产 污 水 。剩 余 氨 水 水 质 见
表1 , 加氢后 含 酚污水 水 质见 表 2 。
表 1 剩 余 氨 水 水 质 ( 除p H 值外 , 单 位 mg / L)
关 键 词 :除 油 ; 蒸氨脱酚 ; 生化处理 ; 深 度 处 理 中 图分 类 号 :T Q 5 2 0 . 9 文 献标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 1 — 3 7 0 9( 2 0 1 7 )0 2 — 0 0 5 0 — 0 3
S e mi - c o ke wa s t e wa t e r t r e a t me nt t e c hn o l o g y
表 2 加 氢 后 含 酚 污 水 水质
( 除 p H值外 , 单位 mg / L)
Байду номын сангаас
1 . 1 废 水 的特点
1 )剩 余 氨 水 : 主要 污 染 物 C O D 氨 氮、 石 油
类、 挥发 酚 、 氰 化物 等 , 其中 C O D 氨氮、 总油 、 挥 发 酚、 总酚 等污 染物 含量非 常 高 。 2 )加氢 后含 酚污 水 : 主要 污染 物 C O D 氨氮、
国家兰炭废水处理政策
国家兰炭废水处理政策
10月18日,神木市电石集团能源发展有限责任公司120万吨/年兰炭装置有机废水处理项目在陕西榆林锦界高新区开工。这是国内首个短流程全兰炭废水处理项目,由中化化工科学技术研究总院有限公司EPC总承包,主体设备采用天津市创举科技股份有限公司的专利产品,组合新技术将使兰炭废水实现近零排放标准。
中化科技总院公司党委书记、总经理杨林表示,该公司研究团队将传统的蒸氨脱酚工艺和高COD污水深度氧化工艺进行优化整合,综合化工方法和生化方法,形成了一套完整的兰炭废水处理创新技术。即兰炭废水经除油、蒸氨脱酚后,脱除有机废水中的悬浮物、油、氨、酚类等杂质,降低对生化菌种有害的酚氨含量,再进入生化处理单元,实现达标回用。
"兰炭废水是一种成分复杂、毒性高、难降解的煤化I废水,此前国内尚没有成熟的兰炭废水处理工艺,属世界性难题。”神木电石公司总经理助理李煌校介绍说,本次开工建设的兰炭废水处理装置是该公司120万吨/年电石资源循环综合利用工程的子项目,总投资8525万元,采用先进的工艺技术处理兰炭装置产生的废水,处理后的废水全部循环利用,将从根源上解决兰炭废水污染问题,对兰炭行业绿色高质量发展具有引领示范作用。该项目包括45m3/h兰炭有机废水处理除油、蒸氨脱酚单元和60m3/h生化处理及配套附属设施,预计2022年7月竣工投产。。
兰炭废水净化工艺研究
兰炭废水净化工艺探究第一章引言近年来,兰炭产业迅速进步,但伴随着产业的增长,兰炭生产过程中产生的废水也日益增多。
兰炭废水的处理成为了一个亟待解决的环境问题。
兰炭废水中含有大量的有机物和重金属离子,对环境造成了严峻污染。
因此,对兰炭废水净化工艺的探究具有重要意义和现实意义。
本探究旨在通过试验分析兰炭废水净化的方法和途径,为工业废水处理提供一种可行性的解决方案。
第二章试验方法2.1 样品的采集与处理选取兰炭工业园区的废水样本作为探究对象,收集废水样本并进行初步处理,包括除杂和过滤。
2.2 试验设备及试剂本试验接受PHS-3C型酸度计、电导仪、pH电极、容量瓶、比色皿等设备,并选取对应的试剂,如Fenton试剂、NaOH溶液等。
2.3 试验过程起首,将废水样本进行预处理,去除悬浮物和杂质。
接着,将预处理后的废水样本按照一定比例加入试剂中,并加入一定剂量的NaOH溶液,控制废水样本的pH值。
然后,通过一定的反应时间,使试剂与废水中的有机物和重金属离子发生反应。
在反应结束后,取少许的废水样本进行离心处理,并测定上清液中有机物和重金属离子的去除率。
第三章试验结果与分析依据试验数据的统计与分析,我们得出以下结论:3.1 废水处理前后的pH值变化依据试验结果,废水处理前的pH值约为3.6,处理后的pH值在7左右,说明经过处理的废水样本基本达到了酸碱中和的状态。
这说明添加的NaOH溶液可以有效调整废水的酸碱性。
3.2 有机物的去除率试验结果显示,化学法与生物法相结合的综合废水处理工艺对废水中的有机物具有良好的去除效果。
在试验条件下,废水中有机物的去除率达到了80%以上,说明该工艺在废水处理中具有重要的应用价值。
3.3 重金属离子的去除率试验结果还显示,综合废水处理工艺对废水中的重金属离子也具有较好的去除效果。
废水中重金属离子的去除率在60%以上,表明该工艺在废水处理中也有一定的应用前景。
第四章结论与展望通过对兰炭废水净化的探究,我们得出了以下结论:兰炭废水处理中,接受化学法与生物法相结合的综合废水处理工艺可以有效去除废水中的有机物和重金属离子,为兰炭废水的处理与回收提供了一种可行的解决方案。
兰炭废水处理工艺技术
兰炭废水处理工艺技术本文分析了兰炭废水的水质特点,介绍了典型的兰炭废水处理工艺流程,并对各种工艺技术原理和优缺点进行了分析。
同时,结合工程案例和实验结果,提出了推荐意见,对兰炭废水处理的工程应用具有一定的指导意义。
兰炭废水是一种工业废水,含有大量难降解、高毒性的污染物,如苯系物、酚类、多环芳烃、氮氧杂环化合物等有机污染物以及重金属等无机污染物。
这种废水成分复杂,是一种典型的高污染、高毒性工业废水。
近年来,由于市场需求巨大,兰炭产业得到了迅猛发展。
然而,环境工作者对兰炭废水的相关研究却没有跟上步伐,已投产的大多数兰炭生产企业,其废水处理一般仍采用普通生化处理法或焚烧法。
目前国内外还没有成熟的处理工艺和成功的工程实例。
兰炭废水中含有大量油类、有机污染物和氨氮等。
根据笔者对陕西、内蒙和新疆三地多个兰炭企业废水的水质检测结果,得到典型的兰炭废水水质如表1所示。
兰炭废水成分复杂,污染物种类繁多。
无机污染物主要有硫化物、氰化物、氨氮和硫氰化物等;有机污染物检测到的有30多种,主要为煤焦油类物质,还有多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等。
这些物质会对人类、水产、农作物等构成极大危害,必须经过处理才能排放或回用。
但兰炭废水中COD高达mg/L、NH3-N 高达5000mg/L、酚类高达5000mg/L以上,可生化性极差,处理困难。
针对兰炭废水的特点,需要采用适合的处理工艺。
目前,兰炭废水处理的典型工艺流程包括物理化学法、生物法、吸附法、膜分离法等。
这些工艺技术各有优缺点,需要根据实际情况进行选择和改进。
焦炭生产是通过高温(1000℃)干馏进行的,这种高温条件下,中低分子有机物会通过化学反应进行选择性结合,形成大分子有机质,这些有机质会留存于焦油或焦炭中。
而兰炭生产则是通过中低温干馏进行的,其废水中除了含有一定量的高分子有机污染物外,还含有大量未被高温氧化的中低分子污染物,其浓度要比焦化废水高出10倍左右。
兰炭废水预处理工艺的实验研究
兰炭废水预处理工艺的实验研究摘要:由于兰炭固定炭高、比电阻高、化学活性高、硫含量低,因此在电石、金属镁、电力载能、煤焦油加氢燃料工业被广泛应用。
但是在兰炭加工中很容易产生大量有害废水,会对周围生态环境、水资源造成巨大污染。
通过本文着重分析兰炭废水预处理中常用的两种工艺:苯酚的回收和先进的氧化法,能够有效减少兰炭废水污染的问题,同时也能促进兰炭废水资源化发展,保障兰炭粉高质量开发与利用。
关键词:兰炭废水;预处理工艺;实验1兰炭废水的预处理工艺1.1酚回收预处理技术1.1.1萃取法回收酚萃取法回收酚是通过苯酚与水之间的可溶性差异,将酚类物质从废水中抽离,再将其引入到有机溶剂中,使其与水相分离。
萃取剂可采用反萃(碱洗)或蒸馏法进行再利用。
萃取方法有物理萃取和复合萃取两种,物理萃取是根据溶液相容性原则进行的,苯酚在某些有机溶剂中的溶解性比在水中的溶解性要高,而当有机溶剂与苯酚废水充分混合后,废水中的酚类物质会被转化为有机溶剂,从而将有机物从废水中分离,利用此工艺可以直接减少废水中的苯酚。
利用DIPE、DIBK、MIBK三种萃取剂对兰炭废水进行了萃取,结果表明DIPE和DIBK的萃取效果比MIBK好。
本研究用MIBK为萃取剂进行兰炭废水的离心萃取试验,在离心机的高速运转下,将萃取剂和兰炭废水进行快速的混合、分离,然后通过两个阶段的离心萃取,将酚类物质送入萃取剂,再由油相出口排出。
试验结果表明:采用该萃取剂与原水体积之比为1∶6,在pH值为5、转速为3000 r/min的条件下,其挥发酚的质量浓度由4256.5 mg/L下降到64.86 mg/L,萃取效果十分明显。
在实际应用中,多采用多级萃取工艺,以克服单一萃取效率低下的缺点。
多级萃取又分为错流萃取和逆流萃取,错流萃取法是对萃取出的水样与新鲜的萃取液进行再萃取,逆流萃取技术是将多个萃取串联在一起,使废水和萃取剂发生反向流动。
以兰炭废水为研究对象,采用正辛醇为萃取剂,采用多段错流法和逆流法萃取工艺,研究了多段萃取工艺对其萃取性能的影响。
兰炭废水处理工艺技术评述
兰炭废水处理工艺技术评述兰炭废水处理工艺技术评述兰炭是一种常用的燃料,广泛应用于工业生产中。
然而,兰炭的生产过程中会产生大量的废水,其中含有有机物和重金属等污染物,如果不正确处理,将对环境造成严重的污染。
兰炭废水处理工艺技术主要有化学法、物理法和生物法等。
化学法是通过添加化学药剂使废水中的污染物发生化学反应,从而实现去除的目的。
物理法则是通过各种物理手段,如沉淀、过滤、吸附等来处理废水。
而生物法则是利用微生物对废水中有机物进行降解、转化,达到净化的目的。
化学法处理兰炭废水的主要方法包括氧化法、还原法、沉淀法等。
氧化法是利用氧化剂,如过氧化氢、高锰酸钾等,将废水中的有机物氧化为无机物,达到去除的目的。
还原法则是利用还原剂,如二硫化碳、亚硫酸钠等,将废水中的重金属离子还原为金属或沉淀,并最终去除。
沉淀法则是通过添加沉淀剂,如氢氧化钙、聚合硅酸铝等,使废水中的污染物形成粉状沉淀,然后通过沉淀、过滤等手段将其去除。
物理法处理兰炭废水的主要方法有过滤法、吸附法、离心法等。
过滤法是利用各种过滤介质,如砂滤、活性炭等,将废水中的悬浮物和颗粒物去除。
吸附法则是利用吸附剂与废水中的污染物进行物理吸附,将其从水中吸附出来。
离心法则是通过离心机的旋转离心力将废水中的悬浮物和颗粒物分离出来。
生物法处理兰炭废水的主要方法有好氧法、厌氧法、生物滤池法等。
好氧法是利用好氧微生物,通过将废水中的有机物氧化分解,从而减少废水中有机物浓度。
厌氧法则是利用厌氧微生物,将废水中的有机物分解产生沼气,并能将废水中的重金属与硫化物沉淀出来。
生物滤池法则是将废水通过微生物滤床,利用微生物的附着和降解作用,将废水中的有机物去除。
综上所述,兰炭废水处理工艺技术有着多种方法和技术可供选择。
化学法具有处理速度快、效果明显的特点,但其处理过程中产生大量的化学废物,需要进行后续处理。
物理法和生物法则相对环保,处理效果较好,但处理时间较长且设备要求相对较高。
炭废水特性及预处理工艺的介绍
炭废水特性及预处理工艺的介绍摘要:煤炭是中国电力的主要来源,其中27.65%的煤炭可以用于冶炼,这是钢铁行业快速发展的基础。
兰炭是由侏罗纪不粘煤、长焰煤、弱粘煤等原料经高温脱干、快速热裂解、碳化后得到的,随着生产规模不断扩大,兰炭废水的处理问题也越来越突出。
本文对兰炭污水的水质特征进行了分析,介绍兰炭污水典型工艺,结合实际工程实例给出了相应的建议,对兰炭污水治理工程的实际应用有一定的参考价值。
关键词:炭废水特性;预处理工艺;应用引言兰炭污水是一种由低劣质煤(不粘煤、弱粘煤、长焰煤)在600~800℃干燥工艺、煤气净化、兰炭蒸汽熄焦时产生的一种工业污水,包括苯系物、酚类、多环芳烃、氮氧杂环化合物等有机污染物具有高污染、高毒性的特点。
自2008年我国工业和信息化部将兰炭列为重点行业后,兰炭产业迅速发展,但环保工作者对兰炭废水的研究并未跟进,大部分已经投产的兰炭企业一般都是采用常规的生物化学方法或焚烧法来处理。
1兰炭废水的概况1.1兰炭废水的来源兰炭生产工艺主要包括三个环节:超低温干法脱硫、荒液化气清洗净化处理和兰炭制成品湿熄焦,其中荒液化气清洗净化处理和兰炭制成品湿熄焦是产生废水的主要环节,超低温干燥烟气中所产生的污水量与精煤的含水率相关,污染量小。
随着我国大规模的生产和清洁兰炭,严格控制兰炭的各项性能指标,逐渐取代了传统的湿熄焦方式。
1.2兰炭废水处理通过对不同地域兰炭废水的测试,发现兰炭废水中的污染物浓度值较高,可生物化学能力较差,具有较高的生物毒性,颜色一般为暗棕色或浅棕色,具有刺激性气味。
由于兰炭生产中煤在大气中氧化不彻底,导致兰炭废水中含有大量中温煤焦油及低分子结构的有机物。
有机物种类很多,包括酯类化合物、苯系物、挥发酚和中氮、氧、硫的杂环化合物等。
目前,兰炭生产企业使用的主要炉型为内加热式直立炉,其生产过程中产生的焦油和水难以分离,废水中COD含量高达30000~40000 mg/L,同时还存在着许多抑制微生物生长的有害物质,因此难以达到生化处理的要求。
兰炭废水排放标准
兰炭废水排放标准兰炭废水排放标准是指在兰炭生产过程中产生的废水中所含污染物的浓度和排放量不能超过一定的标准,以保护环境和人类健康。
下面将从兰炭废水的产生、兰炭废水排放标准的制定、兰炭废水处理技术以及兰炭废水排放标准的实施和监督四个方面进行阐述。
一、兰炭废水的产生兰炭是一种以煤为原料,经过低温干馏工艺生产的一种炭素材料。
在兰炭生产过程中,会产生大量的废水,这些废水主要来自于煤气洗涤、焦油分离、酚水处理等过程。
废水中含有大量的有机物、氨氮、悬浮物等污染物,如果直接排放会对环境和人类健康造成极大的危害。
二、兰炭废水排放标准的制定为了保护环境和人类健康,政府制定了一系列的兰炭废水排放标准。
标准的制定主要依据是污染物对环境和人体健康的危害程度,同时也要考虑技术经济可行性。
在制定标准时,需要综合考虑多种因素,如区域环境质量要求、产业技术水平、治理技术可行性等。
目前,我国已经制定了《工业企业废水排放标准》等标准,对兰炭废水的排放进行了规范。
三、兰炭废水处理技术兰炭废水的处理技术主要包括物理法、化学法和生物法等。
物理法主要是通过过滤、沉淀、气浮等方法去除废水中的悬浮物和油类物质;化学法主要是通过氧化、还原、中和等方法将废水中的有机物和氨氮等污染物转化为无害物质;生物法主要是通过微生物的代谢作用将废水中的有机物转化为无害物质。
目前,较为常用的处理技术是“预处理+生化处理+深度处理”的三级处理工艺。
四、兰炭废水排放标准的实施和监督兰炭废水排放标准的实施需要政府和企业共同努力。
政府需要加强对兰炭企业的监管力度,对不达标的企业进行惩罚,同时也要加强对环保设施的验收和监管工作。
企业则需要加强对废水处理设施的建设和维护,确保废水处理效果达到国家标准。
此外,公众也需要积极参与监督工作,对违法排污行为进行举报和投诉。
总之,兰炭废水排放标准的制定和实施对于保护环境和人类健康具有重要意义。
政府需要加强对兰炭企业的监管力度,企业则需要加强环保设施建设和维护工作,公众也需要积极参与监督工作,共同推动兰炭产业的可持续发展。
关于兰炭废水处理方法的思考
关于兰炭废水处理方法的思考摘要:兰炭废水具备污染物浓度高、可生化性低、处理难度大等特点。
为进一步提升兰炭废水处理效果,应当开发和研究具备成本效益的废水处理技术,这对兰炭行业的可持续发展具备重要意义。
在兰炭污水处理研究中,应当考虑污水处理技术的历程和不同处理方法的特点。
一般情况下,根据资源回收技术,回收兰炭废水中的有价值物质,减少污染物排放,进一步提升兰炭废水处理的可生化性。
根据高级氧化作为预处理技术,能够将污染物分解成小分子污染物。
同时,借助技术深度处理,降低污染物浓度,使废水达标排放。
关键词:生态处理;兰炭废水;可再生;回收利用引言兰炭用来充当铁合金和煤化工工业生产的重要原料,已被大量工业企业普遍应用。
同时,在工业生产加工过程中,不可避免地会形成一些兰炭废水。
从物理上讲,用来充当低温蒸馏生产的半成品,兰炭废水中含有大量的苯环、芳香族化合物、氨氮化合物和含氮化合物。
这些化合物成分复杂,有的毒性大,生物降解性低。
要对兰炭废水实施科学合理的处理,确保兰炭废水不会污染生态环境。
因此,根据生态可持续发展的理念,深入探索处理兰炭废水的具体方法和过程,对于相关工业企业的生产和我国生态可持续发展具备重要的价值。
1. 兰炭废水来源及特征现有的兰炭生产工艺涵盖选煤、干馏、气体净化和焦炭储存。
兰炭废水主要是原煤粉粉磨和输送过程中的洗涤水,以及焦炉或炼焦过程中的除尘水和筛分过程中的除尘洗涤水。
废水中含有高浓度的碳尘和碳颗粒,一般处理后可重复使用。
低温干馏时炉尾气放出的水蒸气在尾气洗涤中冷凝成循环水,用于气体洗涤。
这部分水有氨味,常被称为含氨废水。
循环氨水中的氨水用于工业用途,形成的污染物复杂,含有机物和无机物,属于剧毒污染物。
也用于输送循环冷却水和直接、间接冷却塔的污水。
兰炭是原煤在一定温度下的产物,废水中的污染物类似。
焦炭生产中煤种和罐内温度的不同造成废水与焦化废水差异较大。
原煤种类的不同是造成废水与焦化废水不同的重要原因。
兰炭废水
摘要本论文通过自行设计制作的二维电极反应器,对焦化厂的兰炭废水进行电化学氧化降解,主要是去除废水中的COD和氨氮。
本实验主要是利用电化学氧化中的电芬顿法,详细分析电解电流、电解时间、废水原始pH值、极板间距及双氧水投加量等因素在二维电极体系中对污染物质降解效果的影响。
研究二维电极电催化降解兰炭废水的影响因素。
由实验数据表明:适宜的处理条件是:电解电流为5A,电解时间210min,极板间距为0.5cm,电解质(Na2SO4)浓度为10g/L,双氧水投加量1mL/100mL废水,不加酸碱调节pH值,常温反应。
COD的去除率最大接近80%,氨氮的去除率大于80%。
关键词:二维电极;电Fenton法;COD;氨氮ABSTRACTIn this paper the design and manufacture by two-dimensional electrode to the reactor, the orchid carbon wastewater plant for electrochemical oxidation degradation, mainly is the Chemical oxygen demand (COD) removal and ammonia nitrogen (NH3-N) wastewater. This experiment is mainly the electricity using electrochemical oxidation fenton reaction method, detailed analysis of electrolytic current, electrolytic time, wastewater primitive pH value, plate spacing and hydrogen peroxide dosing quantity factors in two-dimensional electrode system in the effects of pollution degradation.To study the two-dimension electrode electricity catalytic degradation the influence factors of Abram carbon wastewater .By the experimental data show that economic and effective treatment condition: electrolytic current as 5A, electrolytic time 210min, plate spacing for 0.5 cm, electrolyte (Na2SO4) concentration of 10g/L, double oxygen dosing quantity 1mL / 100mL canister wastewater, do not add acid-base adjust pH value, the normal reaction Chemical oxygen demand (COD) removal efficiency of maximum close to 80%, Ammonium-Nitrogen (NH3-N) removal rate more than 80%.Keywords: Two-dimensional electrode electricity;Fenton;Chemical oxygen demand (COD);Ammonium-Nitrogen (NH3-N)目录第一章绪论 (1)1.1序言 (1)1.1.1 兰炭废水的特性及危害 (2)1.1.2 兰炭废水的来源 (3)1.1.3 水中有机污染物去除有关的基本概念 (3)1.2电化学法处理废水 (4)1.2.1 电化学方法的提出 (4)1.2.2 电化学技术的特点 (5)1.2.3 电化学电解法处理废水的影响因素 (5)1.2.4 二维电极处理兰炭废水 (7)1.3电芬顿法的基本原理及研究现状 (7)1.3.1 电芬顿法的原理 (7)1.3.2 Fenton试剂法的发展历史 (8)1.3.3 电芬顿法分类及应用 (9)1.3.4 电芬顿法的反应机理 (10)1.4石墨气体电极 (10)1.4.1 石墨气体电极的概况 (10)1.4.2 石墨气体电极的制备 (11)1.5本实验研究的内容、目的和意义 (11)第二章实验部分 (14)2.1实验原材料及试验装置 (14)2.1.1 实验废水的来源及水质 (14)2.1.2 实验前期准备过程 (14)2.1.3 实验仪器、设备及药品 (14)2.2实验的检测方法 (15)2.2.1 COD的检测方法 (15)2.2.2 氨氮的检测方法 (17)2.3电芬顿实验 (18)2.3.1 电芬顿实验反应器和电极 (18)2.3.2 实验操作步骤 (18)第三章电芬顿法处理兰炭废水 (19)3.1不同试验条件对处理效果的影响 (19)3.1.1 电解电流的影响 (19)3.1.2 电解时间的影响 (21)3.1.3 极板间距的影响 (23)3.1.4 双氧水投加量的影响 (25)3.1.5 初始pH的影响 (27)3.2石墨气体电极的应用 (30)3.3电化学处理兰炭废水机理初探 (33)第四章结论与建议 (34)4.1结论 (34)4.2建议 (34)4.3展望 (35)参考文献 (36)致谢 (39)第一章绪论1.1 序言随着我国经济的不断增长以及工业的迅速发展,工业排放的废水呈现出成分复杂、种类多、毒害大等特点,若未能得到有效治理,将会对环境和人类健康带来很大的威胁。
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摘要本论文通过自行设计制作的二维电极反应器,对焦化厂的兰炭废水进行电化学氧化降解,主要是去除废水中的COD和氨氮。
本实验主要是利用电化学氧化中的电芬顿法,详细分析电解电流、电解时间、废水原始pH值、极板间距及双氧水投加量等因素在二维电极体系中对污染物质降解效果的影响。
研究二维电极电催化降解兰炭废水的影响因素。
由实验数据表明:适宜的处理条件是:电解电流为5A,电解时间210min,极板间距为0.5cm,电解质(Na2SO4)浓度为10g/L,双氧水投加量1mL/100mL废水,不加酸碱调节pH值,常温反应。
COD的去除率最大接近80%,氨氮的去除率大于80%。
关键词:二维电极;电Fenton法;COD;氨氮ABSTRACTIn this paper the design and manufacture by two-dimensional electrode to the reactor, the orchid carbon wastewater plant for electrochemical oxidation degradation, mainly is the Chemical oxygen demand (COD) removal and ammonia nitrogen (NH3-N) wastewater. This experiment is mainly the electricity using electrochemical oxidation fenton reaction method, detailed analysis of electrolytic current, electrolytic time, wastewater primitive pH value, plate spacing and hydrogen peroxide dosing quantity factors in two-dimensional electrode system in the effects of pollution degradation.To study the two-dimension electrode electricity catalytic degradation the influence factors of Abram carbon wastewater .By the experimental data show that economic and effective treatment condition: electrolytic current as 5A, electrolytic time 210min, plate spacing for 0.5 cm, electrolyte (Na2SO4) concentration of 10g/L, double oxygen dosing quantity 1mL / 100mL canister wastewater, do not add acid-base adjust pH value, the normal reaction Chemical oxygen demand (COD) removal efficiency of maximum close to 80%, Ammonium-Nitrogen (NH3-N) removal rate more than 80%.Keywords: Two-dimensional electrode electricity;Fenton;Chemical oxygen demand (COD);Ammonium-Nitrogen (NH3-N)目录第一章绪论 (1)1.1序言 (1)1.1.1 兰炭废水的特性及危害 (2)1.1.2 兰炭废水的来源 (3)1.1.3 水中有机污染物去除有关的基本概念 (3)1.2电化学法处理废水 (4)1.2.1 电化学方法的提出 (4)1.2.2 电化学技术的特点 (5)1.2.3 电化学电解法处理废水的影响因素 (5)1.2.4 二维电极处理兰炭废水 (7)1.3电芬顿法的基本原理及研究现状 (7)1.3.1 电芬顿法的原理 (7)1.3.2 Fenton试剂法的发展历史 (8)1.3.3 电芬顿法分类及应用 (9)1.3.4 电芬顿法的反应机理 (10)1.4石墨气体电极 (10)1.4.1 石墨气体电极的概况 (10)1.4.2 石墨气体电极的制备 (11)1.5本实验研究的内容、目的和意义 (11)第二章实验部分 (14)2.1实验原材料及试验装置 (14)2.1.1 实验废水的来源及水质 (14)2.1.2 实验前期准备过程 (14)2.1.3 实验仪器、设备及药品 (14)2.2实验的检测方法 (15)2.2.1 COD的检测方法 (15)2.2.2 氨氮的检测方法 (17)2.3电芬顿实验 (18)2.3.1 电芬顿实验反应器和电极 (18)2.3.2 实验操作步骤 (18)第三章电芬顿法处理兰炭废水 (19)3.1不同试验条件对处理效果的影响 (19)3.1.1 电解电流的影响 (19)3.1.2 电解时间的影响 (21)3.1.3 极板间距的影响 (23)3.1.4 双氧水投加量的影响 (25)3.1.5 初始pH的影响 (27)3.2石墨气体电极的应用 (30)3.3电化学处理兰炭废水机理初探 (33)第四章结论与建议 (34)4.1结论 (34)4.2建议 (34)4.3展望 (35)参考文献 (36)致谢 (39)第一章绪论1.1 序言随着我国经济的不断增长以及工业的迅速发展,工业排放的废水呈现出成分复杂、种类多、毒害大等特点,若未能得到有效治理,将会对环境和人类健康带来很大的威胁。
由此可见,我们不仅面临着一个水资源有限而需求却不断增长的矛盾,同时也存在着水资源的严重污染和浪费问题。
这些矛盾和问题对于我国经济的可持续发展将产生巨大影响,水问题可能超过能源问题成21世纪世界上最重要的课题[1]。
兰炭(半焦)是原煤通过低温干馏技术工艺的产品之一。
陕西省陕北地区(特别是榆林市)所产的兰炭具有高固定碳、高比电阻、高化学活性的特性,并以其低廉的价格,已广泛用于电石、铁合金、化肥造气、高炉喷吹和民用清洁型煤制造等行业。
榆林市的兰炭产业经过近30年的不断发展, 其已逐渐成为该市经济发展的支柱产业之一,但由于现状存在的企业布局混乱、产业链条短、环境污染问题突出(如荒煤气直接燃烧排放、废油回收率低下)、行业准入条件和产业政策缺乏(如无完整规范的生产流程和产品标准)等问题严重制约了产业自身的发展[2]。
因此兰炭废水的处理对发展节能环保模式、大力推行清洁生产具有重要意义。
兰炭是铁合金、煤制气、煤化工生产中重要的生产原料。
在原煤的低温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中会产生兰炭废水。
该废水成分复杂,主要含有甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、苯、甲苯、二甲苯、苯酚类物质、萘、蒽、醌等为主的煤焦油类物质,含有大量环链有机化合物。
叠氮类无机化合物和氨氮等。
兰炭废水主要源于煤气净化工段的剩余循环水、熄焦废水以及厂区生活污水,此外通过资料查阅,获取某焦化废水水质的数据表明兰炭废水中化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)含量较高,并含有机酚类物质和少量焦油等其它有机污染物, 属于较难处理的工业废水之一[3]。
典型兰炭废水水质成分如表1-1:表1-1 典型兰炭废水水质成分COD 苯酚NH3-N 石油类CN-<30000mg/L <3000 mg/L <4000 mg/L <2000 mg/L <1000 mg/L 由此可见,兰炭废水属于典型的难降解有机废水,处理难度大,目前已成为环境保护领域亟待解决的一个难题。
将兰炭废水处理后使废水中的各含量均达到《兰炭清洁生产一级标准》中规定的生化出口废水。
1.1.1 兰炭废水的特性及危害(l)成分复杂。
所含的污染物可分为无机化合物和有机化合物两大类:无机化合物一般以铵盐的形式存在,包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4CN、(NH4)2S、NH4SCN等,它们是焦化废水中氨氮的一部分;有机化合物是以酚类化合物为主,包括苯酚及其酚的同系物,以及萘、蒽、苯并吡等多环类化合物,还有杂环化合物包括三氮杂苯、吡啶、喹啉、吲哚等。
(2)含有大量的难降解物质和有毒有害物质。
难降解物质是指在水处理过程中微生物不能降解,或在任何环境条件下不能以足够快的速度降解以阻止它在环境中积累的物质。
焦化废水中的难降解物质有吡啶、喹啉、吲哚、咔唑、酚唑、三联苯、苯并醚唑、C4、C5烷基苊等。
这类物质性质稳定、难于降解,在环境中的长期积累不仅会污染环境,而且会影响人类的生活,损害人体健康。
(3)氨氮浓度高、危害大。
兰炭废水中的氨氮(NH3-N)是一种不稳定的物质,在微生物作用下发生硝化反应,生成NO3-、NO2-是一种致癌物质,并能引起胎儿畸形。
NO3-会破坏血液结合氧的能力,若饮用含NO3-含量超过10mg/L 的水会引起高铁血红蛋白症,甚至发生窒息现象。
大量的氨氮排入水体会造成水体富营养化,其中一些藻类蛋白质毒素可富集在水产生物体内,并通过食物链使人中毒[4]。
氨氮在水体中以游离NH3分子和NH4+离子两种形式存在[5]。
氨氮最突出的危害就是使水体富营养化,破坏水体生态平衡。
大量含氨氮废水进入水体,水体中植物营养过剩导致水生生物的大量繁殖,特别是各种藻类的大量繁殖,使鱼类生活的空间越来越小,影响和破坏了水体生态平衡;同时游离的氨对鱼类和水生动物有很强的毒性,它能破坏鳃组织,并渗进血液,降低血液载氧能力,使呼吸机能下降,因此严重影响鱼类生长[6]。
(4)含有危害水体生物和人体的剧毒物质及致癌物质。
剧毒物质包括一些氰化物和硫氰化物,这些物质通过反应可以转化为HCN,可以以低浓度使人致死,或转化为氨气,对硝化细菌产生抑制作用,废水中的很多杂环化合物和多环芳烃都是致癌和致突变物质,危害人体健康。
(5)可生化性较差,且在毒性物质的抑制条件下更增加了处理难度。
焦化废水的BOD与COD的比值较低,约为0.3-0.4,氰化物浓度为l0mg/L-20 mg/L。
(6)色度高,焦化废水中的成分复杂且含有大量的难降解有机物,因此色度较高,一般约为1000倍-2500倍。
1.1.2 兰炭废水的来源由于兰炭废水的成分复杂多样化并且对环境有很大的危害,所以不仅要对其进行处理,还要了解兰炭废水在生产过程中的来源,了解了其主要来源之后,可以采取一定的措施例如改进设备、添加一些反应物质或吸附物质来减少兰炭废水的产生。