化工工艺设计精品]混凝吸附方法深度处理焦化废水的研究毕业论文

化工工艺设计精品]混凝吸附方法深度处理焦化废水的研究毕业论文内容摘要：

废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展潜力。 但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。 由于光催化降解是基于体系对光能的吸收，因此，要求体系具有良好的透光性。 电化学 水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。 目前的研究表明，电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。 化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，混凝法的关键在于混凝剂。 目前一般采用聚合硫酸铁作混凝剂 ,对 CODcr 的去除效果较好 ,但对色度、 F的去除效果较差。 浙江大学环境研究所卢建航等针对上海宝钢集团的焦化废水，开 发了一种专用混凝剂。 实验结果发现：混凝剂最佳有效投加量为 300 mg/L，最佳混凝 pH 范围为 ~； 混凝剂对焦化废水中的 CODCr、 F、色度及总 CN 都有很高的去除率 ,去除效果受水质波动的影响较小，混凝 pH 对各指标的去除效果有较大的影响。 絮凝剂在废水中与有机胶质微粒进行迅速的混凝、吸附与附聚，可以使焦化废水深度处理取得更好的效果。 马应歌等在相同条件下用 3 种常用的聚硅酸盐类絮凝剂 (PASS,PZSS,PFSC)和高铁酸钠 (Na2FeO4)处理焦化废水 ,实验结果表明 ,高铁酸钠具有优异的脱色功能，优良的 COD 去除、浊度脱除性能，形成的絮凝体颗粒小、数量少、沉降速度快、且不形成二次污染。 物理处理法 【 5】 物理处理法中常用的为吸附法。 作为一种废水处理技术，吸附法能有效去除废水中的污染物。 吸附法是利用吸附剂的强吸附能力和大比表面积，将水中的杂质吸附，从而达到使水净化的目的。 目前常用的吸附剂有活性炭、粉煤灰、膨润土、沸石、树脂等。 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 7 页 活性炭孔隙结构发达、化学性质稳定、耐强酸碱、耐高温、具有良好的吸附性能，是一种常用的吸附剂。 活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是最常用的一种吸附剂。 活性炭吸附法适用 于废水的深度处理。 但是，由于活性炭再生系统操作难度大，装置运行费用高，在焦化废水处理中未得到推广使用。 本研究的的目的及意义 在焦化废水处理中，根据目前的焦化废水的处理现状， 可以发现大多数企业二级生化出水中污染物指标仍然很高，尤其是 COD 和色度，远远超过《污水综合处理标准》 （ GB89781996） 一级 要求。 主要 表现在焦化废水成分复杂且色度、COD 很高，严重影响到焦化废水的回用，因此需要对二级生化出水进行深度处理。 混凝沉淀是常用的一种处理方法， 常用的混凝材料有无机混凝剂、有机混凝剂以及粘土矿物 等。 而在实际应用中，有机 药剂对焦化废水的深度处理效果好，见效快，但成本高，制备繁琐，不稳定。 而无机药剂成本低，制备简单，但对废水的处理效果一般，见效慢。 因此本实验采取有机无机混合方法对焦化废水进行深度处理，使其达到见效快、处理好、成本低等等。 近年来， 有机无机混合絮凝剂在环境工程领域内的应用范围不断增加，并成为国内外众多学者的研究热点。 本文采用天然粘土类矿物（蒙脱石）和合成絮凝剂（双氰胺改性絮凝剂、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺），研究其对焦化废水生化出水脱色和去除 COD的影响，主要内容包括：蒙脱石对焦化废水脱色 和去除 COD的影响； 双氰胺改性絮凝剂 对焦化废水脱色和去除 COD的影响；蒙脱石、 双氰胺改性絮凝剂 、 聚合氯化铝、聚丙烯酰胺复配最佳条件研究。 通过本项研究提高焦化废水深度处理的途径与技术，为蒙脱石和有机混合絮凝剂在环境领域的开发应用提供基础数据。 实验材料及方法 实验材料 焦化废水 本实验所处理的某焦化厂生化二级处理出水，颜色为橙色。 具体理化指标见表。 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 8 页 表 焦化废水指标 指标 COD（ mg/L） 色度 （倍） pH NH3N 焦化废水 180 250 69 0 注： pH 值无量纲 表 《污水综合排放标准》 GB89781996 标准 COD（ mg/L） 色度（倍） 一级标准 100 80 实验原料及仪器 实验原料 1．膨润土： 是以 蒙脱石 为主的含水粘土矿。 其性质主要取决于蒙脱石的属性和相对含量，通常蒙脱石含量大于 60 %。 蒙脱石的化学式可表示为：Al2O34SiO2nH2O。 蒙脱石矿物的晶体结构是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氢氧八面体组成，四面体和八面体由共用的氧原子联结，如图 所示 ， 蒙脱石为2： 1 型粘土矿物。 由于蒙脱石晶胞间由氧层与氧层相对之间的作用力是很弱的分子力，这使得水分子容易进入晶胞间从而产生膨胀，同时晶胞间吸附有大量的不同种类与数量的阳离子，这些阳离子对膨润土的性质有很大的影响，因此根据吸附阳离子的类型将膨润土分为钙基膨润土、钠基膨润土及有机膨润土等。 由于膨润土的吸水、膨胀及吸附等性质，膨润土被广泛应用于工业中，如防渗材料、污水处理材料等。 近几十年，膨润土也开始应用于污染土地的修复中，特别是含有有机污染物及重金属的场地修复。 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 9 页 图 蒙脱石矿物晶体结构示意图 2．双氰胺：分子式为 C2H4N4。 分析纯，含量 为 %， 白色棱形结晶性粉末，不可燃。 3． 氯化铵 ： 分子式为 NH4Cl。 分析纯，含量全 %。 氯化铵为无色结晶或白色结晶性粉末；无臭，味咸、凉；有引湿性。 在水中易溶，在乙醇中微溶。 4． 甲醛 ： 分子式为 HCHO。 分析纯，含量二 %~%。 5． 聚合氯化铝 (PAC)： 是一种无机高分子混凝剂 ,多羟基，多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，固体产品外观为黄色或白色固体粉末，其化学分子式为 Al2(OH)nCl6nm.(式中， 1≤n≤5,m≤10)，且易溶于水，有较强的架桥吸附性，在水解过程中伴随电化学，凝聚，吸附和沉淀等物理化变化，最终生成Al2(OH)3(OH)3,从而达到净化目的。 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 10 页 6． 聚丙烯酰胺（ Polyscrylamide）简称 PAM： 分阳离子、阴离子型、非离子型，分子量从 4002020 万之间，产品外观为白色粉末，易 溶于水，温度超过 120℃ 时易分解。 聚丙烯酰胺是一种合成高分子絮凝剂，俗称西伯朗。 属于聚合电解质。 它是目前铀水冶厂浸出矿浆的固液分离过程 (如逆流倾析 洗涤过程 )中广泛使用的絮凝剂，目的在于改善矿浆的澄清、沉降和过滤性能 ， 适应的源水 范围均可凝聚。 本试验中采用的是阳离子型 聚丙烯酰胺。 7．氢氧化钙： 氢氧化钙是一种白色粉末状固体。 又名消石灰。 氢氧化钙具有碱的通性。 实验仪器 表 实验仪器 仪器名称 仪器规格 生产厂家 分光光度计 7230G 上海精科 pH 计 pHS25 型 上海雷磁仪器厂 电子天平 ES1204 沈阳龙腾电子称量仪器有限公司 COD 回流装置 — 实验室专用 水质分析方法 ： (1) pH 值 pH 值：玻璃电极法 (2) CODCr：重铬酸钾法 计算公式： CODcr=(V0V1)C81000/V2 (21) C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（ mg/l） V0—空白消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积（ ml） V1—水样消耗硫 酸亚铁铵标准溶液的体积（ ml） V2—水样体积（ ml） (3) CODCr 去除率： 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 11 页 %100CO D 0 10Cr  CO DCO DCO D去除率 (22) 其中： COD0—为染料废水原液的化学需氧量； COD1—为染料废水降解处理后的化学需氧量； (4) 色度 的去除率在： %100010  C CC色度的去除率 其中： C0— 为焦化废水未经处理时由分光光度仪测的得读数； C1— 为焦化废水经过处理后由分光光度仪测的得读数； 分析 PAC/ PAM 对焦化废水色度及 COD 去除率的影响 实验过程 取 300ml 的焦化废水水样分别加入 5 个烧杯中，加入不同浓度的 PAC 搅拌（转速为 80r∕ min） 1min，再加入相同浓度的 PAM 搅拌 1min，沉淀完全后测色度及 COD， 具体实验处理见表。 表 试验处理 序号 1 2 3 4 5 PAM浓度 1‰ 1‰ 1‰ 1‰ 1‰ 用量（ ml） 4 4 4 4 4 PAC浓度 4﹪ 5﹪ 6﹪ 7﹪ 8﹪ 用量（ ml） 10 10 10 10 10 辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 12 页 结果与分析 0204060801004﹪ 5﹪ 6﹪ 7﹪ 8﹪P A C 的浓度去除率%C O D 去除率 色度去除率 图 PAC/ PAM 对焦化废水色度及 COD去除率的影响 聚合氯化铝 (PAC)是一种新型无机高分子水处理絮凝剂，在水解过程中伴随电化学发生，具有较强的架桥吸附性能和凝聚能力。 聚丙烯酰胺（ PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力。 在实际废水处理中，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺常常配合使用， 聚丙 作为助凝剂，可以显著提高絮凝效果。 在对比试验中，单独使用膨润土处理焦化废水，体系中膨 润土以悬液的形式存在，由于膨润土粒径很小（ 小于 45μm），导致沉淀时间过长，因而在实际工程中难以单独应用。 因此，本实验中引入 PAC 与 PAM 与粘土矿物配合使用对焦化废水进行 深度处理。 本实验研究了 PAC/ PAM 的比例对焦化废水脱色及 COD 去除率的影响，以确定 PAC/ PAM 的最佳比例，具体试验结果见图。 可以发现，在 PAM 用量固定条件下，增加 PAC 的投加量，焦化废水中 COD 去除率明显提高，当 PAC与 PAM 比例（质量比）增加到 150/1 时，。