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已有焦化廢水處置工藝和設施

以我國某鋼鐵廠焦化部門處置焦化廢水的已有處置工藝為例，其實際處置工藝深化段所利用的是O-A-O形式，好氧池一（初曝池）出水通過初沉之后流進好氧池二和兼性厭氧池中。生化段出水流進深度處置區域，通過過濾、混凝、絮凝等步驟后出水可滿足國家規定要求。

1.2 水質探究

焦化廠廢水以生產中釋放的含酚氰廢水為主，普遍來源自粗苯蒸餾工段分割器與油槽分離水、煤氣水封水、蒸氨廢水，還有地下放空槽中的放空液和所有工段油槽分離水，包括全部工段地坪沖涮水等等。廢水中余下的氨水通過蒸氨之后廢水在全部污水量中大概有75%-80%左右，化工產品回收工藝載體的分離水和地坪沖涮水大約為24%，其余污水量則為11%。

1.3 面臨的問題

已有焦化廢水處置體系出水水

通常情況下，粘膠短纖維酸性廢水來自紡絲車間，經過工廠的基本處理以后，還會存在多種污染物質及硫化氫、二硫化碳氣體，如果直接將其排放至自然環境中，將會對河流、地下水造成影響，違背了可持續發展政策的要求。如果采用恰當的方式將廢水中的物質提取出來并加以利用，則可以落實回收再利用的基本方針，獲取更多的生態效益與社會效益。

1、對硫酸根處理與資源化的實驗

1.1 pH值與濃度

在10個經過清潔的燒杯中，分別加入100mL的粘膠短纖維酸性廢水，并對其進行的編號（1號~10號）。使用氫氧化鈉將燒杯中廢水的pH值調制1.2（原水）、2、3、4、5，將其分成兩組，其中在1號~5號的燒杯中，依據硫酸根與碳酸鋇的摩爾比1∶1，將碳酸鋇加入其中；6號~10號的燒杯中，依據硫酸根與氯化鋇的摩爾比1∶1，將氯化鋇加入其中。經過攪拌后將其沉淀30分鐘，然后過濾，分別檢測濾液的硫酸根濃度、pH值。

1.2 氯化鋇、碳酸鋇量

在經過清潔的8個燒杯中，分別加入100毫升的粘膠短纖維酸性廢水，并對其進行的編號（1號~8號），其中1號~4號、5號~8號，分別按照硫酸根、與氯化鋇、碳酸鋇的摩爾比1.1、1、0.95、0.9，將氯化鋇、碳酸鋇加入燒杯中，經過攪拌后將其沉淀30分鐘，然后過濾，分別檢測濾液的硫酸根的濃度。

1.3 攪拌時間、速度

在經過清潔的16個燒杯中，分別加入100mL的粘膠短纖維酸性廢水，對其進行的編號（1號~16號），將其分為4組，依據硫酸根與碳酸鋇的摩爾比1∶1，將碳酸鋇加入燒杯中。4組燒杯攪拌的速度分別為：635、1240、1700、2050（單位為轉/分鐘），沉淀的時間為10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘。完成靜置以后，對燒杯中的廢水進行過濾，檢測濾液中硫酸根的濃度。

1.4 反應溫度

在經過清潔的8個燒杯中，分別加入100mL的粘膠短纖維酸性廢水，并對其進行編號（1號~8號），其中1號~4號、5號~8號分別按照硫酸根、氯化鋇、碳酸鋇的摩爾比1∶1，將氯化鋇、碳酸鋇加入廢水中。同時，分別將燒杯加熱，保證其溫度為20℃、40℃、70℃和80℃，經過30分鐘以后，將燒杯中的液體過濾，檢測硫酸根的濃度。

2、分析硫酸根處理與資源化的實驗結果

2.1 pH值對硫酸根沉淀的影響

經過上述實驗可以發現，將碳酸鋇加入廢水中，除了原液之外其他濾液的pH值為7.3。由于硫酸屬于中強酸，加之粘膠短纖維酸性廢水中的硫酸根存在緩沖體系，而pH值只能檢測到氫離子的數值。當pH值等于1.2時（原水），廢水中硫酸根的濃度等于0.2542mol/L，其中氫離子的消耗量較小，因此原水中的pH值并沒有發生較大的變化。當pH值≥3時，氫氧化鈉就會破壞廢水中硫酸根的緩沖體系，所以將碳酸鋇納入其中就會產生二氧化碳、碳酸氫根等，故而pH值的變化較大。

由于試驗中將廢水的pH值調至不同的程度，當pH值越小，使用碳酸鋇去除硫酸根的效果就越明顯，其化學方程式為：BaCO3+SO42-=BaSO4↓+CO32-，但是碳酸鋇屬于固體很難溶于水中，為保障其能夠得到充分的反應，就要將碳酸鋇溶解，釋放其中的鋇離子。當廢水中氫離子的濃度較大時，就會發生以下兩個反應：Ba2++CO32-+2H++SO42-=BaSO4↓+H2O+CO2↑、Ba2++CO32-+H++SO42-=BaSO4↓+HCO3-，進而保障在的時間內生成，減少廢水中硫酸根的含量。同時，當pH值小，氯化鋇去除硫酸根的效果則不明顯，主要是由于當氫離子的濃度較大時，廢水中就會發生BaSO4+H+=Ba2++HSO4-的化學反應，將沉淀的溶解。在酸性條件下，硫酸根與碳酸鋇反應生成的較多，所以對于原水來說，碳酸鋇處理硫酸根的效果要優于氯化鋇。

2.2 氯化鋇、碳酸鋇量對硫酸根沉淀的影響

經過對上述實驗結果的分析與比較發現：隨著氯化鋇、碳酸鋇量的增加，濾液中硫酸根的實際濃度就會逐漸降低。當投加的比例為1時，對于硫酸根的去除效果并不明顯；當投加的比例為1.1時，濾液中的鋇離子就會全部消失，也就是說氯化鋇對于去除硫酸根的效果較好，主要是因為廢水中氫離子的濃度較小，無法溶解更多的碳酸鋇，但是并不會影響氯化鋇的反應效果。一般來說，工業在處理粘膠短纖維酸性廢水時，為了提高硫酸根的去除效果，同時避免水中出現多余的鋇離子，會將投加氯化鋇的比例控制在0.95~1.0，盡可能的接近于1。通過這樣的處理方式，不僅能夠降低廢水中硫酸根的濃度，還不會影響處理效果的升華反應，同時盡可能回收利用廢水中的硫酸根，避免廢水發生導電現象。

采購污水處理設備處理哪家質量好選天環凈化2.3 攪拌時間、速度對硫酸根沉淀的影響

由于在粘膠短纖維酸性廢水加入的碳酸鋇屬于難溶固體，所以在酸性條件下需要較長的反應時間，為了使其能夠得到充分溶解、反應，應該對其進行攪拌，但是需要掌握攪拌時間對處理硫酸根效果的影響。在實驗中提到，針對不同序號的燒杯采用不同速度、時間的攪拌方式，加之對實驗結果的分析，可以發現：攪拌時間、速度對硫酸根沉淀效果的影響有著明顯的差異，攪拌的速度越快、時間越長，碳酸鋇越能夠充分溶解。主要是因為碳酸鋇難溶于水，通過攪拌能夠加快其溶解的速度，進而加快碳酸鋇與粘膠短纖維酸性廢水中硫酸根發生反應，實現處理廢水的目的。但是，當攪拌時間大于30分鐘、攪拌速度高于1240轉/分鐘時，碳酸鋇與硫酸根的反應將會消失，故應該選擇攪拌時間小于30分鐘，速度在1240轉/分鐘以下。

2.4 反應溫度對硫酸根沉淀的影響

通常情況下，粘膠短纖維酸性廢水的溫度在70℃~80℃，因此需要考慮溫度對于處理、資源化硫酸根效果的影響。在實驗中，將不同燒杯中的廢水設定了不同的溫度，依據對實驗結果的分析可以發現：廢水的溫度越高，氯化鋇、碳酸鋇去除廢水中硫酸根的效果就越明顯。主要是因為，當溫度變高時，的溶解程度就會不斷降低，所以能夠增強硫酸根的沉淀效果。所以，對于普通企業來說，并不需要將粘膠短纖維酸性廢水進行降溫處理，便可直接將一定數量的氯化鋇、碳酸鋇置入廢水中，完成對硫酸根的處理。

從上述實驗可以發現，氯化鋇、碳酸鋇能夠在原水的溫度、pH值下與硫酸根發生反應，并且其處理的效果明顯，能夠去除97.6%或以上的硫酸根，同時對廢水pH值的影響的較小。雖然將氯化鋇投放在廢水中，也能夠獲得較高的處理效果，但是由于其自身屬于劇毒物質，對于儲存、使用的要求較高，一旦使用不當，可能導致廢水中的鋇離子超標，不利于對水的管理。與之相比，碳酸鋇的成本降低，且具有較強的安全性，與碳酸根發生反應以后不會產生有害物質。

質滿足原來規范需求，然而且不能符合新下發的排放規范。特別是TN和COD兩大指標較為重要，COD出水有81mL/L，無法滿足新規范的實際需求，并且TN質量濃度更是遠遠大于新規范所規定的標準。焦化廢水處置體系如果不能及時展開優化創新，升級已有工藝技術，焦化廢水不良排放必然會嚴重影響生態環境。在此環境下，焦化廢水處置一定要探究出科學合理的措施。

2、焦化廢水強化處理和工藝優化的有效措施

2.1 關于生化段

現階段，被普遍利用且具備良好脫

料在生產過程中也會產生大量的“廢水、廢氣、廢渣”。其中染料行業所產生的廢水具有堿性大、色度深、組分復雜、COD、BOD濃度高、懸浮物多、難降解物質多等特點。高鐵酸鹽具有較強的選擇性和強氧化性，在分解中產生具有較強混凝性能的Fe2+、Fe3+離子。因此，在廢水處理過程中通常將其作為綠色、環保型氧化劑。

1、實驗部分

1.1 儀器與材料

（1）實驗儀器。

紫外可見吸收光譜儀（UV-3010、HATACHI）、離心機、磁力攪拌器、紫外可見光光度計（UV7558）、pH計（32C5）、電子精密天平。

（2）實驗藥品、材料。

活性黃X-R（市售）、硫酸鈉（分析純）、高鐵酸鉀。

1.2 實驗廢水配制

依據本次實驗需要，稱取活性黃X-R，采用蒸餾水定容，結合實驗的需要采用NaOH或H2SO4調整pH值。根據實驗設計，準確稱取活性黃X－R染料，并用蒸餾水定容。

1.3 測定活性黃X－R吸收光譜

實驗用活性黃X-R染料廢水溶液吸收光譜曲線如圖1，從圖1可以看出，在紫外區215nm左右有一明顯較強的收峰，在可見光區381-415nm也有較大吸收，除此以外區域的吸收較小，超過540nm幾乎不吸收。據此特點，本次研究選用384nm測定活性黃X-R吸光度。

氧性能的工藝環節以A/O法為主，大多數企業利用的是基于這種方法的延伸生化處置工藝。在此之前體系利用的是O/A/O的工藝過程，出水水質能滿足我國之前下發的排放標準需求。然而伴隨排放規范的逐漸深入，此工藝要全面予以改善以此來符合標準規范。所以，在綜合COD以及TN撤銷的前提下，運用已有設施，把生化段轉變成A1O1+A2O2，且運用生物強化技術添加微生物菌劑，達成生化段的優化目標。

把已有的初沉池和初曝池整改成沉1（積淀池一）、O1（好氧池一）、A1（缺氧池一），添加一個好氧池，組成生化處置的首段生化體系，維持已有固定菌種；沉2（積淀池二）、O2（好氧池二、A2（缺氧池二）為次段生化體系，其對于氮氨含量多、廢水毒性強、有機物濃度高等特征，加入相應菌劑，且根據其各種存活條件形成各種屬性的特征，利用調節氛圍來生成反硝化和消化作用，實現脫氮目的。

2.2關于深度處理段

深化出水展開深度處置，利用臭氧氧化技術，把高密度沉積池出水銜接到集水池中，集水池出口管線連結到臭氧氧化接觸池中，利用調節臭氧加入數量，確保最后的出水滿足排放規范。

3、焦化廢水處置效果和剖析研討

3.1 撤銷COD

體系調節運作時期COD出水質量濃度在25-100mg/L之間。調節體系之后，COD的出水除掉狀況漸漸改善，達標率明顯提升。依據現行國家標準落實，只有兩個月沒有達到，其余合格率均能實現，調節勾起體系COD可維持在40mg/L下。有三次發生COD超標狀況，濃度均大于80%，這是因為蒸氨塔阻塞情況嚴峻，無法順利生產，停機維修時沒有有效交流，較高質量濃度氮氨的原水流進污水處置體系導致生化體系癱瘓（細菌中毒），體系無法順利運作，出水各個指標嚴重不符要求。

3.2 撤銷氮氨

體系調節運作時期氮氨出水質量濃度在3-50mg/L間。在技術升級前期和后期，兩個體系對氮氨的撤銷速率都較為可觀，全部在99%左右。某次氮氨指標超出正常范圍，合格率只有67%，同樣是由于蒸氨塔阻塞原因，無法順利生產，停機維修時沒有積極交流，較高質量濃度氮氨的廢水流進污水處置體系導致為生化體系生化細菌帶來一定干擾，接下來處置環節隨之遭受相應相應，讓水氮氨指標超出標準范圍。由于體系復原需要大量時間，