臭氧耦合PAM预处理褐煤气化废水的影响-精品文档.docx
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1、臭氧耦合PAM预处理褐煤气化废水的影响摘要:采用O3耦合聚丙烯酰胺(PAM)法对褐煤气化废水进行预处理,考察pH、反响温度、搅拌时间、PAM投加量等因素对处理效果的影响。结果表明:各因素对处理效果的影响由大到小的顺序为反响温度、pH、PAM投加量和搅拌时间。最佳酸沉条件为反响温度40左右,pH3,PAM投加量0.5mg/L,搅拌时间约1min。反响后化学需氧量(COD)去除率为12.7%,产生的沉渣量为0.33g/L,254nm处吸光度去除率为56.0%,410nm处吸光度去除率为21.4%。预处理有效地去除废水中含有的大分子不饱和有机物,能够为后续生化氧化处理提供良好条件。关键词:臭氧氧化;
2、褐煤气化废水;聚丙烯酰胺;混凝沉淀煤炭作为我国主要的化石能源,在我国能源组成中占主导地位12。我国煤炭资源中褐煤的储量丰富,主要分布于内蒙古、云南、黑龙江等地3。但褐煤的煤化程度较低,含水量高、热值低、易于风化和自燃,单位能量运输成本高,不利于长距离运输和储存45。褐煤气化是一种清洁的煤炭利用技术,以褐煤为原料,纯氧(或空气)和水蒸气作为气化介质,通过低级氧化处理将褐煤中含有C、H元素的物质转化为CO、H2和CH4等有效成分,该经过具有能耗低、效率高、耗氧量少等优势。但是在褐煤气化经过中,会产生大量含有酚类、氨氮、多环芳烃、硫化物、氰化物、焦油等难降解的有毒有害有机废水68,褐煤气化废水的处理
3、是工业废水处理领域的一大难题,制约褐煤气化技术的发展9。国内外对于褐煤气化废水普遍采用物化预处理结合生化处理的方式进行处理1011,一般需要先回收高浓度的酚和氨,再进行生化处理。但经过生化处理,仍有相当一部分有机物很难被生物降解。因而需要在生化处理前采取一些预处理,进一步提高可生化性。O3有强氧化能力,在水中的氧化复原电位为2.07eV,不易引起二次污染12。近年来,O3氧化技术广泛地应用于煤气化废水处理中13。本文中,笔者通过投加聚丙烯酰胺(PAM)混凝剂,使废水中的胶体和悬浮物聚集构成絮体,静置后产生沉淀。通过O3对褐煤气化废水进行预处理,进一步提高废水的可生化性,系统地研究O3耦合PAM
4、对褐煤气化废水预处理的影响。1.1实验用水本实验用水为云南某褐煤气化厂油水分离后经中温焦油萃取脱酚、气提脱氨后的废水,废水为黑褐色,有刺激性气味,含微量悬浮固体,化学需氧量(COD)为35g/L,生化需氧量(BOD5)为12g/L,挥发酚质量浓度为100200mg/L,pH为79。废水在波长254nm的吸光度(UV254)为0.30.5,表明废水中含苯环类物质。波长410nm的吸光度(UV410)为1.52.5,表明废水中含羰基和CC等发色基团。1.2实验装置本实验流程示意图如图1所示。CF-G-3-010G型臭氧发生器,O2作为气源,O3产量为10g/h,O3气相质量浓度为30120mg/L
5、。接触反响器高度2m,反响器直径40mm,容积为3L。采用平均孔径为5m钛材曝气头布气14。PAM预处理实验在恒温振荡水浴中进行。日本岛津公司的UV-2600型紫外-可见光分光光度计。日本岛津公司的IAffinity-1型傅里叶变换红外光谱仪(FT-I)。青岛朗科电子科技有限公司LT-200型臭氧气体浓度检测仪。1.3实验方法本研究以褐煤气化废水为研究对象。实验用水每次1.0L,用H2SO4(体积比11)或NaOH(质量分数30%)调节pH,O3连续参加接触反响器。在实验经过中对反响器内的废水进行取样分析,尾气采用尾气吸收器进行吸收。考察pH、反响温度、搅拌时间、PAM投加量4个因素对处理效果
6、的影响。以COD及254和410nm处吸光度的去除率为评价指标,判定各因素对处理效果的影响程度;其次,按照影响程度,依次进行单因素实验,根据COD、UV254、UV410、污泥沉降比(SV30)、沉渣量(C)等指标的处理效果以及药剂投加量的综合影响,得到最佳反响条件。在最佳反响条件下,采用红外光谱观察官能团及不饱和物质的变化,并核算固体沉渣质量。1.4分析方法采用GB/T119141989(水质化学需氧量的测定:重铬酸盐法)分析COD,pH采用玻璃电极法测定,UV254和UV410通过分光光度法测定。2结果与讨论2.1析因分析表1为析因分析因素水平表及实验结果,实验在两个水平条件下进行,水平1
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