絮凝处理焦化废水生化出水的研究

毕方方，郭晓滨，张彩凤

（西安科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 710054）

（College of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an University of Science and Technology,Xi′an 710054,China）

环境工程

絮凝处理焦化废水生化出水的研究

毕方方，郭晓滨，张彩凤

（西安科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 710054）

通过对三氯化铁(FeCl3)、聚合氯化铝（PVC）和聚合硫酸铁（PFS）等3种絮凝剂对焦化废水生化出水处理效果的比较，选择出处理效果最好的聚合硫酸铁作为絮凝处理焦化废水生化出水的絮凝剂。并确定了该试剂处理焦化废水生化出水的工艺条件，结果表明：聚合硫酸铁投加量为600mg·L-1，pH值为6.8，沉降时间为30min时，焦化废水生化出水的CODCr、和色度去除率分别为87.4%、和85.5%。CODCr和色度剩余含量达到国家工业污水排放一级标准。

絮凝；焦化废水；工艺条件

（College of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an University of Science and Technology,Xi′an 710054,China）

Abstract:The flocculations of biological treated coking wastewater by FeCl3,PVC and PFSwere studied.The PFSwas selected as the best treatment agent.The results showed thatwhen dosage was 600mg·L-1,pH value was 6.8,settling time was 30 minutes，the CODCrand chroma removal rates were 87.4%and 85.5%.The remaining contents of CODCrand chroma reached the national level of industrialwastewater discharge standards.

Key words:flocculation；coking wastewater；conditions

神木某煤化工有限公司是一家集焦化生产、加工及综合利用的专业公司。公司采用内热式直立炉低温（约700℃）干馏技术生产兰炭，同时回收炉顶煤气以及煤气中的焦油。煤中C、H、O、N、S等元素在干馏过程中，转变成含O、N、S的各种有机物和无机化合物，从而使得焦化废水中污染物种类繁多，成分复杂。废水中难降解物质在环境中的长期积累不仅污染环境，而且影响人类生活，损害人体健康。因此，焦化废水危害极大，必须进行处理，以降低焦化废水中有毒有害成分，然后才能排放或进行回收利用[1]。

当前焦化废水主要是通过生化法进行处理[2，3]，但是由于焦化废水具有可生化性不高的特点，经生化法处理的废水仍然达不到国家排放标准。因此，对生化处理后出水的深度处理成为目前亟待解决的问题。

该厂采用生物接触氧化废水处理装置对所产废水进行处理，废水出水水质见表1。

表1 生化处理出水水质及分析方法Tab.1 Water quality and analysismethod by biological treatment

由表1可知，该厂所产废水经生化处理装置处理后仍不能达标排放。鉴于此，研究者采用絮凝法[4-6]对该厂经生化处理装置处理后的水样进行后续深度处理的试验研究，以期为实际工程提供设计依据。

1 实验部分

1.1 试验装置

JJ·4B六联搅拌器；PHS-3C型酸度计；TU-1900紫外可见分光光度计；SHA-C数显恒温震荡器；TG328B分析天平；六联万用电炉。

1.2实验方法

取水样150mL于250mL的烧杯中，加入一定量混凝剂以 120r·min-1的速度快搅 1min，再以 40r·min-1的速度慢搅30min，静置沉淀，取上清液测定CODCr和色度。以CODCr和色度去除率为评价指标。

2 结果与讨论

2.1 絮凝剂的选择

在3组装有150mL废水的烧杯中分别投加不同量的FeCl3、聚合硫酸铁和聚合氯化铝以120r·min-1的速度快搅1min，再以40r·min-1的速度慢搅30min，静置沉淀30min，取上清液进行分析，对CODCr和色度的处理效果分别见图1、2。

图1 不同投加量对CODCr去除率的影响Fig.1 Effectofdifferentdosage to CODCrremoval

由图1可以看出，投加量在1000mg·L-1以下聚合硫酸铁对CODCr的处理效果明显好于FeCl3和聚合氯化铝。随着FeCl3和聚合硫酸铁投加量的增加，CODCr的去除率在上升到一定值后呈下降趋势。这是由于投加量过量以后污水中的胶体出现了再稳现象。FeCl3和聚合硫酸铁对于CODCr的最佳投加量分别为400和600mg·L-1。随着聚合氯化铝投加量的不断增加，CODCr的去除率持续上升，说明聚合氯化铝的投加量最佳值尚未确定，考虑到随着投加量的增加经济成本也将增高，研究者不再对大剂量的投加进行研究。

图2 不同投加量对色度去除率的影响Fig.2 Effectofdifferentdosage to chroma removal

由图2可以看出，3种药品对色度的最佳处理效果没有太大差别。随着FeCl3和聚合硫酸铁投加量的增加色度的去除率在上升到一定值后也呈下降趋势，这时因为当FeCl3和聚合硫酸铁投加量超过其最佳值后多余的Fe3+在水中富集使得废水的色度再次升高。

综合考虑不同药品对CODCr和色度的作用效果和实际工程的经济投入，研究者选择聚合硫酸铁作为本次研究的最佳絮凝剂。

2.2 聚铁沉降时间的影响

向装有1L废水的2L烧杯中投加600mg的聚合硫酸铁，以120r·min-1的速度快搅1min，再以40r·min-1的速度慢搅30min，静置沉淀。分别在沉淀时间为 5、10、15、20、30、40min 时取上清液分析。对CODCr和色度的处理效果处理效果见图3。

图3 不同沉降时间对处理效果的影响Fig.3 Effectofdifferentsedimentation time to removal

从图3可以看出，CODCr和色度的去除率都随着沉降时间的延长而升高。30min内去除率随时间的变化的幅度较大，30min之后去除率趋于稳定。考虑到实际操作成本，研究者决定选择30min作为本研究的最佳沉降时间。

2.3 pH值的影响

调节原水 pH 值，在 pH 值分别为 3、4、5、6、7、8、9、10时用聚合硫酸铁对污水进行处理，聚合硫酸铁投加量为600mg·L-1，水利条件同上，沉降30min取上清液分析。不同pH值对絮凝效果的影响见图4。

图4 不同pH值对处理效果的影响Fig.4 Effectof differentpH value to removal

由图4可以看出，废水pH值对絮凝处理效果影响较大。随着pH值的增加，CODCr和色度去除率呈先上升后下降的趋势。原水pH值在5～7之间时聚合硫酸铁对CODCr和色度的处理效果最好。考虑到生化池出水本身pH值在6.8左右，实际处理时可不调节废水的pH值。这样既节省了调节pH值的药剂，也简化了操作，同时也可以降低实际操作成本，节省企业开支。

3 结论

（1）聚合硫酸铁对该厂所产焦化废水生物处理出水的处理效果最好。

（2）当聚合硫酸铁投加量为600mg·L-1，pH值为6，沉降时间为30min时处理效果最佳。出水的CODCr、和色度去除率分别为87.4%和85.5%。CODCr和色度剩余含量可达到国家工业污水排放一级标准。

［1］韦朝海,贺明和,任源，等.焦化废水污染特征及其控制过程与策略分析［J］.环境科学学报，2007，27（7）:1083-1093.

［2］郭金华.A2/O处理焦化废水［J］.工业水处理，2004，24（9）:65-67.

［3］ LiY.M.,GuG.W.,ZhaoJ.F.,et al.Treatment of coke-plantwasterwater by biofilm systems for removal of organic compounds and nitrogen［J］.Chemosphere，2003，52（6）:997-1005.

［4］徐晓军，等.化学混凝剂作用原理［M］.北京:科学出版社，2005.121-156.

［5］胡莜敏.混凝理论与应用［M］.北京:科学出版社，2007.56-124.

［6］胡红伟，何正浩.絮凝-吸附法处理焦化废水的实验研究［J］.平顶山工学报，2006，15（3）:34-37.

Study on flocculation of biological treated coking wastewater

B I Fang-fang,GUO Xiao-bin,ZHANG Cai-feng

TQ09

B

1002-1124（2011）01-0033-03

2010-12-03

毕方方（1983-），女，在读硕士研究生，主要从事工业水污染控制方面研究。

导师简介：郭晓滨（1957-），男，副教授，主要从事工业水污染控制方面研究。