褐煤活性炭吸附處理煤化工廢水

    活性炭作為一種優良的多孔炭質材料，被廣泛地應用于水質凈化過程，活性炭吸附法處理技術已成為城市污水和工業廢水深度處理zui有效的方法之一。但是由于活性炭生產成本高而大大限制了其使用范圍。褐煤的煤化程度低，水分高，熱值低，在工業用方面遠不如其它煤種廣泛，是有待開發利用的煤炭資源。利用褐煤制備的活性炭比表面積相對較小，但一般中孔發達，具有良好的吸附性能。本實驗采用褐煤活性炭作為吸附劑，研究其對煤化工廢水處理的性能。

    1實驗部分

    1.1實驗主要儀器和藥品

    SKY-100C型搖床，上海蘇坤實業有限公司生產；HACHODYSSEYDR/2500分光光度計，CODREACTOR（消解反應器）均來自美國哈希（HACH）公司。

    1.2褐煤活性炭的物理性質

    褐煤活性炭由中國電力科學研究院電站輔機技術研究所（北京國電富通科技發展有限責任公司）研制生產。

    依照IUPAC活性炭孔徑分類標準：大孔直徑>50nm；中孔直徑為2~50nm；微孔直徑<2nm。褐煤活性炭表面中孔發達，在活性炭的吸附過程中，對大分子有機物的吸附起到相當大作用。

    1.3實驗裝置及方法

    實驗所用的廢水取自某氣化廠，外觀呈深褐色，水質組成復雜，水樣COD值為4500~5200mg/L，pH值為8.0~8.5。分別用靜態和動態實驗來評價褐煤活性炭對煤化工廢水的處理性能。評價指標為HACH重鉻酸鉀法COD。

    1.3.1COD測定方法

    實驗用HACHCOD測試管，量程（0-1500mg/L），實驗過程中取水樣（或稀釋水樣）2mL加入到HACHCOD測試管中，放入COD消解反應器中消解2h。消解完成之后，冷卻至室溫用HACHODYSSEYDR/2500分光光度計進行COD的測定。

    1.3.2靜態吸附實驗

    在室溫下，分別向5個250mL的錐形瓶中加入不同量的活性炭，然后向每個燒瓶中加入150mL原廢水，再將各錐形瓶分別放在搖床上振蕩1h，然后將各錐形瓶中廢水過濾，棄去zui初20mL濾液，取樣測定原廢水和各濾液的COD濃度，計算不同活性炭用量下COD的去除率．

    在室溫條件下，分別準確稱取10g活性炭依次放入5個錐形瓶中，加入150mL原水，在搖床內240r/min振蕩吸附。每隔一定時間取出一個錐形瓶，用漏斗過濾，棄去zui初的20mL濾液，取樣測定COD的濃度變化。

    1.3.3動態實驗

    實驗裝置示意圖見圖1，裝置由一個原水箱、一個轉子流量計和三個串聯的有機玻璃吸附柱組成，連接管為硬質塑管，所有閥門的材質為PVC。三個吸附柱上每間隔100mm加一取樣孔（孔徑為6~8mm）。

    煤化工是以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及化學產品的過程，主要分為煤炭焦化、煤氣化、煤氣化合成氨、煤氣化合成其他產品及直接液化等。煤化工企業用水量大，其排放的廢水主要來源于煤煉焦、煤氣凈化及化工產品回收精制等過程。該類廢水水量大，水質復雜，以酚和氨為主，并且含有大量的聯苯、吡啶吲哚和喹啉等有毒污染物，毒性大，如不經過合理處置排入水體會對環境造成嚴重危害。

    目前主流的處理工藝主要是以活性污泥法為核心的三段法，包括物化預處理、生化處理和深度處理?；钚晕勰喾ň哂屑夹g成熟、運行成本低的優點，但是由于煤化工廢水的水質特點，長達數天的水力停留時間仍不能有效去除難降解有機污染物，且占地過大從而使投資成本增加。同時由于廢水水質水量波動很大，容易對生化系統造成沖擊，破壞微生物群落結構，從而造成出水不能穩定達標。

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