楊大地

(四川省工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)研究院,四川成都610042)

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樹脂處理焦化廢水生化出水的研究

楊大地

(四川省工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)研究院,四川成都610042)

摘 要:使用DR1型樹脂對(duì)焦化廢水生化出水進(jìn)行了吸附正交實(shí)驗(yàn)與解析正交實(shí)驗(yàn),初步優(yōu)化了吸附與解析條件,得出p H值為7,進(jìn)水流速為2BV/L,廢水溫度28℃時(shí)為吸附最優(yōu)參數(shù),100ml樹脂可產(chǎn)出達(dá)標(biāo)出水1.79L;在控制反洗流速為4BV/L,解析液溫度24℃,解析液堿含量4％,鹽含量4％,次氯酸鈉溶液含量70ml/L時(shí)為解析最優(yōu)參數(shù),樹脂再生效率達(dá)91％。

關(guān)鍵詞:樹脂;焦化廢水生化出水;COD

1 引言

焦化廢水是由煉焦行業(yè)產(chǎn)生的一類廢水,是造成水體污染的重要污染源[1]。焦化廢水中含有氨氮、硫化物、氰化物、硫氰酸鹽、雜環(huán)化合物、多環(huán)芳烴(PAHs)、酚類化合物等有毒有害物質(zhì),具有污染濃度高、色度高、毒性大、成分復(fù)雜等特點(diǎn),是典型難降解高毒性有機(jī)廢水[2-5]。目前焦化廢水一般是通過生化法進(jìn)行處理,但焦化廢水產(chǎn)生流量、污染物量浮動(dòng)較大,生化出水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)?；谖椒ㄌ幚斫够瘡U水具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉,并且運(yùn)行穩(wěn)定的理念,參考樹脂吸附在廢水處理方面應(yīng)用的資料,嘗試采用離子交換樹脂處理焦化廢水生化出水。前期實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)堿型陰離子樹脂對(duì)廢水COD吸附處理有比較理想的效果,并從若干樹脂中篩選出DR1型樹脂。采用DR1型樹脂對(duì)焦化廢水生化出水做吸附實(shí)驗(yàn),以正交實(shí)驗(yàn)討論樹脂吸附與解析過程中影響較大的因素,為樹脂在焦化廢水處理應(yīng)用方面提供一些參考依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)儀器及材料

試驗(yàn)儀器:HACH DR2700快速測(cè)定儀、DHZT-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

試驗(yàn)裝置:自制吸附柱,內(nèi)徑4.5cm,高20cm。實(shí)驗(yàn)室恒定泵,流速范圍0.1L/h～1L/h。

試驗(yàn)材料:氯化鈉、氫氧化鈉、稀鹽酸、次氯酸鈉溶液(有效氯≥10％),分析純。

試驗(yàn)用水:試驗(yàn)用生化出水由威化鋼鐵提供。

試驗(yàn)用樹脂:DR1型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂,白色球狀顆粒,粒徑0.216mm～1.234mm≥95％,濕真密度1.21g/ml～1.25g/ml,濕視密度0.55g/ml～0.75g/ml,最大交換容量不小于3.6mmol/g。

2.2 取樣與分析方法

實(shí)驗(yàn)中每10min采集出水水樣并采用快速測(cè)定儀測(cè)定COD值及p H值。COD測(cè)定濃度范圍為1mg/L～1 500mg/L。

2.3 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

本實(shí)驗(yàn)以處理焦化廢水生化出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)為前提,因此實(shí)驗(yàn)處理出水以工廠廢水回用COD為100mg/L以下為處理標(biāo)準(zhǔn)。采集到的實(shí)驗(yàn)用焦化廢水生化出水COD為525mg/L,p H為8.8,SS為80mg/L～100mg/L。

2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理計(jì)算樹脂穿透吸附量采用公式:

式中 Q為COD吸附量,單位mg/g;c0為廢水初始濃度,單位mg/L;c為吸附后出水中COD濃度,單位mg/L;V為廢水的體積,單位L;M為樹脂質(zhì)量,單位g。

計(jì)算樹脂吸附效率采用公式:

式中 η為COD吸附效率,無量綱;c0為廢水COD初始濃度,單位mg/L;c為吸附后出水中COD濃度,單位mg/L。

計(jì)算樹脂再生效率采用公式:

式中 q為樹脂再生效率,無量綱;c為解析液COD濃度,單位mg/L;V為解析液體積,m單位ml;為樹脂質(zhì)量,單位g;Q為樹脂穿透吸附量,單位mg/g。

2.5 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)采用正交試驗(yàn)對(duì)DR1型樹脂做吸附與解析優(yōu)化,并通過極差分析吸附與解析過程中影響較大的因素。實(shí)驗(yàn)中每個(gè)吸附柱樹脂填裝量為濕視體積100ml(干重27.6g)。吸附方式為恒壓順流吸附;解析方式為恒壓逆流反洗,解析液用量為1L。正交實(shí)驗(yàn)因素與水平設(shè)定如表1、2。

表1　吸附正交表

表2　解析正交表

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 吸附正交實(shí)驗(yàn)

經(jīng)吸附正交實(shí)驗(yàn),計(jì)算處理達(dá)標(biāo)出水水量,得最優(yōu)吸附參數(shù):p H值為7,進(jìn)水流速為2BV/L,廢水溫度28℃時(shí)可產(chǎn)出達(dá)標(biāo)出水1.79L,樹脂吸附穿透量為7.6mg/L。根據(jù)方差分析,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)廢水溫度對(duì)樹脂脫附COD影響較大。實(shí)驗(yàn)中最小處理水量為1.56L,樹脂穿透吸附量為24.02mg/g;最大處理水量為1.79L,樹脂穿透吸附量為27.56mg/g。

3.2 解析正交試驗(yàn)

經(jīng)解析正交實(shí)驗(yàn),計(jì)算解析效率,得最優(yōu)解析參數(shù):反洗流速為4BV/L,解析液堿含量4％,鹽含量4％,次氯酸鈉溶液含量70ml/L,解析液溫度24℃時(shí)樹脂再生效率可達(dá)91％。根據(jù)方差分析,五種因素對(duì)解析效率影響較為平均,其中次氯酸鈉含量為優(yōu)先影響因素。實(shí)驗(yàn)中樹脂最小再生率為72％,解析時(shí)間為5.6h;最大再生率為91％,解析時(shí)間為3.7h。

3.3 結(jié)論

針對(duì)使用DR1型樹脂處理焦化廢水生化出水,進(jìn)行吸附與解析實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)得出,吸附過程中,在p H值為7,進(jìn)水流速為2BV/ L,廢水溫度為28℃時(shí),吸附效果最佳,并且溫度對(duì)吸附效果影響較大,隨溫度在一定范圍內(nèi)升高,吸附效果越好;解析過程中,在反洗流速為4BV/L,解析液堿含量為4％,鹽含量為4％,次氯酸鈉含量為70ml/L,解析液溫度為24℃時(shí),解析效果最佳。實(shí)驗(yàn)表明DR1型樹脂對(duì)焦化廢水生化出水中COD脫附有一定作用,并初步確定了一些實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件。對(duì)于這些參數(shù)的優(yōu)化還需更細(xì)致的實(shí)驗(yàn)分析并根據(jù)實(shí)際廢水產(chǎn)出情況結(jié)合工業(yè)化應(yīng)用尋找更多的參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此外實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),隨解析液中次氯酸鈉濃度增加,出現(xiàn)樹脂少許破碎的現(xiàn)象,因此樹脂的壽命也可能成為樹脂對(duì)焦化廢水處理的工業(yè)化應(yīng)用中重要的研究?jī)?nèi)容。

參考文獻(xiàn):

[1] 馬英歌,張清友,賈漢東,等.不同絮凝劑脫除焦化廢水中氨氮的研究[J].水污染防治與治理,2002,24(1):16-18.

[2] 齊瑤,常杪,小柳秀明.小城鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水分散處理的適用技術(shù)探討[J].中國給水排水, 2008,18:1-5.

[3] 沈曉清,王衛(wèi)琴C.地下土壤滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水應(yīng)用研究[J]C.工業(yè)安全與環(huán)保, 2009,35(7):15-17.

[4] 楊俊,龔琴紅C.人工濕地在我國農(nóng)村生活污水治理中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2007 (2):71-74.

Study on Treatmeat of Effluent of Coking Waste Water by Resin

YANG Da-di
(Sichuan Academy of Industrial Environmental Monitoring,Chengdu 610042 Sichuan,China)

Abstract:Use DR1resin for adsorption of orthogonal experiment,analysis of the orthogonal experiment of the effluent of coking waste water,a preliminary optimization of adsorption and desorption conditions,draw the conclusion that p H is 7,the inlet velocity is 2BV/L,water temperature 28 Celsius;for the adsorption of optimal parameters,the 100ml resin can output standard of effluent 1.79L;in the control of backwash velocity is 4BV/L,the analytical solution of temperature 24 Celsius analysis of liquid alkali content,salt content of 4％,4％,the content of sodium hypochlorite solution of 70ml/L for the analysis of optimal parameters,resin regeneration efficiency of 91％.

Key words:resin;coking waste water;COD

作者簡(jiǎn)介:楊大地,助理工程師,主要從事節(jié)能環(huán)保工作。

文章編號(hào):1001-5108(2016)01-0080-03

中圖分類號(hào):X784

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A