2024年5月16日发(作者：改丹红)

第

36

卷第

1

期

2021

年

1

月

煤

质

技

术

COAL

QUALITY

TECHNOLOGY

Vol.

36

Nv.

1

Jan.

2421

张先

，

刘熙

璘

，

花昱伉

，

等

.

芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究

7]

.

煤质技术

，

2021

,

36

(1)

:

43-48.

ZHANG

X

—

n

,

LIT

Xi

—

n

,

HUA

YuUanq

,

et

al.

Advanced

treatmext

oh

codinq

waste

water

by

Fextoo

reayext

oxidadoo

移动阅读

process

ad

—

s

effluext

characteristics

[J.

Coal

QuU

—

y

丁

10

——

/

,

2021

,

36

(1

)

：

43-46.

芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其

出水水质研究

张先

52

,

刘熙

瞞

2

,

花昱伉

2

,

杨瑜

2

,

余慧君

2

,

王建兵

2

（

1.

内蒙古工业大学

，

内蒙古呼和浩特

25251

；

2.

中国矿业大学

（

北京

）

化学与环境工程学院

，

北京

50083

）

摘要

：

高级氧化和生化处理联用工艺可去除焦化废水生化工艺出水中的有机物

，

使出水达到排

放标准

。

采用不同的芬顿

（

Fenton

）

试剂氧化法对焦化废水生化工艺出水进行深度处理

，

使用

Zahn-WeXens

测试对出水可生化进行评价

，

并利用光谱分析法研究氧化后溶解性有机物的特性

。

结果表明

：

在初始

pH

为

5

时

，

紫外

Fentoo

试剂氧化法比传统

Fen

too

试剂氧化法和非均相

Fentoo

法具有更优的化学需氧量

（

COD

）

降解去除效果和生化性改善效果

，

反应

66

m

—

后

COD

去除率

为

72%

。

Zahn-WeXens

测试显示

，

紫外

Fentoo

试剂氧化处理

30

min

后采用生化处理工艺能实现

废水

COD

指标达到排放标准的目标

，

且处理费用相对较低

。

经过紫外

Fentoo

试剂氧化

，

废水中

分子量小于

1

kDa

的有机物总有机碳

（

TOC

）

占比从

58%

增至

76%

,

疏水性有机物含量从

71

%

降至

29%

0

废水中疏水大分子有机物向亲水小分子有机物的转化是废水可生化性提高的重要原因

。

关键词

：

芬顿试剂氧化工艺

；

焦化废水

；

出水水质

；

废水可生化性

；

化学需氧量

；

去除率

；

疏水

性有机物

；

总有机碳

；

光谱分析

中图分类号

：

X703

文献标志码

：

A

文章编号

：

1007-7677

（

2221

）

01-008-06

AdvanceC

trectmecS

oi

caking

wastewater

by

Fecton

recgenS

oxiOation

process

and

iis

efflueni

cOarocteristics

ZHANG

Xmd

1

^

2

,

LITXi

—

n

2

,

HUAYuUany

2

,

YANG

Yu

2

,

YUHuijan

2

,

WANG

Jiandiny

2

（

1.

Imc

Univegito

a

Technolog/

,

Hohhrt

019081

,

China

；

0.

Schori

a

Chedcnl

ang

Emjironmentnl

Beijing

50083

,

China

）

Engineering

,

Beijing

Camput,

Chinn

Univegito

a

Mining

ang

Abstract

:

Thv

combinadou

of

aencl

oxidatiou

and

biochemical

treatment

process

can

remove

thv

oryanic

matter

in

bio-tmatl

codinq

wastewatvr

and

mahv

thv

eXluent

reach

thv

discharyv

standar-

.

EfOuit

from

thv

siond

—

o

bia-

chem

—

at

process

of

codinq

wastewatvr

was

treated

by

di

—

erent

Fi/o

revyent

oxidatiou

processes.

Thv

UioOevrah-

aPi-ty

of

thv

eXluent

from

thv

Fiton

reayent

oxidatiou

pmcessvs

was

iv

—

u

I

by

Zahn-WyOns

test

,

and

thv

char

­

acte

—sties

of

dissoOed

oryanic

matter

after

oxidadoo

were

stuUied

by

spectral

analysis.

Thv

results

sliow

that

when

thv

—

—

—

1

pH

is

5,

thv

u

—

ravio—

l

（

UV

）

Fi/o

reayent

oxidation

is

suae

—

ar

than

thv

trahi-onat

and

hyiopiios

Fen

­

ton

reayent

oxidation

pmcessvs

Or

thv

COD

removal

and

UioPevrahahi

—

ty

improvement.

AOvr

60

min

reaction

,

thv

COD

removal

ratv

is

72%.

Thv

Zahn-Wl

—

ns

test

sUoweP

that

UV

Fiton

reayent

oxidation

far

30

min

followed

by

a

收稿日期

：

2022-10-5

责任编辑

：

傅

丛

DOI

：

5.

3969/j.

ima.

507-7677.

2001.01.006

基金项目

：

国家自然科学基金资助项目

（

557458

）

作者简介

：

张

先

（

567

—

）

,

女

，

内蒙古呼和浩特人

，

副教授

、

博士

，

主要研究方向为煤化工废水处理

。

E-mail

：

z

0

x

@

ima/

eda.

0

通讯作者

：王建兵

（

573

—

）

,

男

，

湖北红安人

，

教授

、

博导

，

主要研究方向为煤炭开采加工与转化过程中的污染控制

、

矿井水处理与资

源化利用

、

煤化工废水处理与回用等技术研究

。

E-mail

：

wan/b®

comth.

idu.

10

44

煤

质

技

术

2221

年第

36

卷

biochemical

process

car

rea/zv

thv

goal

that

thv

COD

vvluv

of

thv

ehluext

meet

thv

Uemanf

of

thv

Uischarav

stanUarC.

AUer

UV

Fexton

reapext

oxibation

,

thv

percextagv

of

thv

oraanics

in

thv

wg/wdhr

with

a

mo

—

chlar

weight

less

thac

2

kDa

Uw

TOC

iccreased

from

59%

tv

76%

,

anf

thv

context

of

hyPmphoPic

oraanics

Uecreased

from

71%

tv

29%.

Thv

conversion

of

hyPmphoPic

maccmo

—

chlar

oraanics

to

hypmphibc

small

mo

—

chlar

oraanics

is

ac

impoCact

reason

Uw

ihv

improvemext

of

bioPeprababilita

in

thv

wgtewbec

Key

words

:

Fexton

reagext

oxiPadon

process

；

coPing

wastewatvc

；

duext

characteCstics

；

BioPeprababilite

of

wastewatvc

；

COD

；

removvl

rath

；

hyPmpPoPic

oraanjc

compocnfs

；

total

oraanjc

carCon

；

spectral

analysis

0

引

言

我国焦化行业体量庞大

、

总产能近

7

亿

1

,

其

所导致的环境污染一直是长期困扰的难题

[1]

,如

焦化厂生产过程中会产生大量的焦化废水⑵

。此

标的费用过高

，

此时适合采用高级氧化和生化处理

工艺联用进行深度处理

，

因而需要科学评估出水水

质和可生化性的变化

。

目前大部分文献针对出水可

生化性的变化采用

BOD

5/

COD

进行评价

，

该种评

价方法对工程应用的指导有限

，

需要采用更有指导

类废水具有成分复杂、

氨氮浓度高和有机污染浓度

高的特点

。

其中

，

有机污染物主要为酚类化合物

、

意义的评价方法

。

以下以焦化废水生化处理工艺的出水为研究对

多环芳香族化合物以及含氮

、

氧

、

硫的杂环化合物

及脂肪族化合物

，

多为有毒有害污染物⑶

。

目前,

国内焦化废水处理普遍采用以缺氧一好养生物处理

象

，

采用不同的

Fenton

试剂氧化工艺进行处理并

比较不同工艺的处理效能

，

重点分析紫外

Fexton

试剂氧化工艺出水的水质特征

，

尤其采用

Zahc-

Wehexs

测试方法对出水的可生化性进行评价

，

以

方法

(

Acoxic/Oxic

,

A/0

)

或其改进工艺为核心

的生化处理方法

，

但绝大部分焦化废水生化处理工

艺出水的化学需氧量

(

COD

)

值无法达到

《

炼焦

期为焦化废水的达标排放提供技术支持

。

化学工业污染物排放标准

》

(

GB

16271

—

2012

)

规

1

实

验

12

实验用水

定的排放要求

，

因此需对焦化废水进行深度处理,

从而进一步去除出水中的有机物®

4

。

焦化废水深度处理大部分会采用高级氧化工艺

实验使用的焦化废水取自内蒙古某焦化厂

。

该

焦化厂的焦化废水经过蒸氨

、

脱酚和隔油预处理后

以进一步去除生化工艺出水中的有机物

。

Fenton

试

剂氧化是

2

种具有工程应用前景的高级氧化工艺,

包括传统

Fenton

试剂氧化工艺

(

Fe^/HOo

)

、

紫

外

Fenton

试剂氧化工艺

(

Fe^/HOo/UV

)

、

异相

进入

A/0

工艺中去除大部分的酚类和氨氮

，

A/0

工艺的二沉池出水进入混凝沉淀一过滤工艺进行深

度处理

，

然后再采取臭氧氧化工艺处理

。

研究的废

水取自

A/0

工艺的二沉池出水口

。

由于二沉池出水中的颗粒物浓度偏高

，

而颗粒

催化

Fexton

试剂氧化工艺

。

尽管

Fenton

试剂氧化

深度处理工业废水的研究较多®

7

,

但研究主要集

物会对后续的紫外

Fexton

试剂氧化工艺产生较大

的影响

，

因此

，

废水取回后先采用

0.05

p

n

滤膜

进行过滤

，

去除废水中的颗粒物

，

然后敞口曝气

24

h

,

将废水中的亚硝酸盐氧化成硝酸盐

，

最后再

中在工艺参数的优化和处理效果的研究方面

，

对出

水水质特征研究较少

，

尤其针对高级氧化出水的可

生化性提升方面研究较少

。

在实际工程中

，

部分焦

化废水生化工艺出水采取高级氧化工艺进一步处理

用

0.05

p

m

滤膜进行过滤后备用

。

水样的各项水

质指标见表

2

。

也很难达到排放标准

，

或采用高级氧化工艺实现达

表

1

焦化废水生化处理工艺出水水质指标

Tabir

1

Qualite

of

efUuent

frcm

the

secandarf

biochemical

prccest

for

caking

wastewater

pH

7.

36

COD/

(

my

•

L"

1

)

320

TOC/

(my

-

L"

1

)

BOD5/

(my

-

L"

1

)

UV?/

cm

-

浊度(

NTU

)

总铁

/

(

my

•

L

-

)

Cl

-

/

(

my

•

L

-

)

2

012

MH.-N/

(my

-

L"

1

)

127

16

4.

14

4

3

0

12

催化剂的制备

Fexton

试剂氧化的非均相催化剂采用

FegO

./

Al-S

—

O

催化剂

，

由实验室采用溶胶一凝胶法制

备

。

在

22

mL

乙醇

(

2

mo/L

)

和正硅酸乙

第

1

期

张先等

：芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究

45

酯

（

1

mo/L

）

中加入

2.2

mo/L

的高氯酸铁和

2.

0

mo//

的氯化铝

，

在

8

°C

下搅拌

3

。

min

后

，

式中

，

C

t

和

C

b

分别是水样和空白样品在取样

时间为

1

时测得的

DOC

浓度值

，

mp/L

；

C

a

和

C

ba

逐滴缓慢加入

42

mL

的氨水

（

1.5

mo/L

）

并搅拌

Oh

,

得到沉淀

。

用高纯水洗涤沉淀

，

再在

42

C

分别是测试

3

h

后相应样品和空白样品的

DOC

浓

度值

，

mp/L

。

烘箱内干燥

24

h

,

得到待用的微米级

FyO

.

/

Al-Si

—

2

粉末催化剂

。

废水的分子量分布在

4

mL

的超滤杯

（mil

l

i-

porc

,

USA

）

中进行

。

首先将水样用美国

PALL

的

2.45

p

m

聚醚砜滤膜过滤

，

得到溶解性有机物

，

再

1

・

2

不同

Fenhc

试剂氧化工艺处理焦化废水方法

均相

Fenhc

反应采用烧杯实验

。

将

250

mL

经

在

2.

4

MPa

氮气驱动力下将滤液依次通过截留分

子量为

142

PDa

、

2

PDa

、

5

PDa

、

1

PDa

的超滤

过滤处理的焦化废水实验用水加入至

502

mL

烧杯

中

，

用稀

HC1

调节

pH

到

5

,

然后加入一定量的

Fy

SO

4

-7H

2

O

,

待其溶解后加入

H

2

O

o

,

开始反应计

时

，

反应时间为

60

min

,

定时取样进行水质分析

。

在紫外催化反应器中进行紫外

Fenhc

法氧化

反应

。

取

252

mL

经过滤处理的焦化废水实验用水

，

用稀

HC1

调节水样

pH

值为

5

,

加入

FeSO

.

・

7

比

0

,

搅拌溶解

，

开启紫外灯

，

并将

HO

o

加入至反应器

中

，

计时反应

62

min

,

定时取样进行水质分析

。

非均相

Fchc

反应采用烧杯实验

。

取

252

mL

经过滤处理的焦化废水实验用水

，

用稀

HC1

调节

水样

pH

值为

5

,

催化剂

Fe

3

O

4^

Al-Si

—

0

投加量为

2

2

y/L

,

搅拌

3

。

min

达到吸附平衡后加入

HO

o

搅拌

，

计时反应

60

min

,

定时取样进行水质分析

。

1

・

4

分析方法

COD

的测定采用重铬酸钾消解后滴定分析获

得

。

由于

Fetoc

反应中的

HO

o

具有还原性

，

使水

样

COD

测定值偏大

，

因此需对

HO

o

产生的影响进

行消除

。

通过测定

H

O

o

浓度

，

然后计算对应的

COD

值

，

再用水样

COD

值减去

H

O

o

对应的

COD

,

即可得废水的实际

COD

⑻

。

pH

值通过便携式

pH

计

（DELTA320

,

Mettlcr

Toledo

）

测定

；

TOC

值采

用

TC-IC

的方法通过岛津

TOC-L

仪测定

；

UV

25

4

采用紫外-可见分光光度仪

（

HachDR5002

,

USA

）

进行测定

。

水样的可生化性采用

28

U

的

Zabn-Wellens

进

行评估

，

评估方法参考经济合作与发展组织

（

OECD

）

的测试导则

322

B

^

-4

^

取

242

mL

的水

样

，

调节

pH

值至中性

，

加入实验室生活污水处理

装置培养出来的活性污泥

，

再加入微量元素

（

KH2PO

4

、

IKHPO

4

、

NbHPO

4

、

NH

4

C

—

Ct/

、

My-

SO

4

和

FeC/

）

,

搅拌

，

于室温下

25

C

在暗处保存

。

同时

，

以易降解的葡萄糖和纯净水代替水样

，

作为

对照组和空白组

。

生化降解百分率采用公式

（

4

计算

：

D

t

=

1

_

G

_

C

b

x

12

（

1

[

C

a

-

C

1

）

ba

!

]

V

膜

（

其截留直径分别对应为

2

on

、

5

on

、

4

nm

和

2

nm

）

,

获得

2

〜

1

PDa

、

1

〜

5

PDa

、

5

〜

2

PDa

、

2

〜

22

PDa

及

＞22

PDa

的

5

种分子量的溶解性有

机物

，

其对应的粒径分别为

＜2

on

、

2

on

〜

4

on

、

4

nm

〜

5

on

、

5

nm

〜

2

on

、

2

on

〜

2.

45

p

m

。

2

结果与讨论

2

・

1

Fenhc

氧化工艺对焦化废水生化处理效果

均相

Fenton

试剂氧化工艺

、

紫外

Fenton

试剂

氧化工艺和非均相

Feshn

试剂氧化工艺处理焦化

废水生化出水时的

COD

去除效果如图

1

所示

。

图

1

不同

Fenton

试剂氧化法深度处理焦化废水时的

COD

去除效果

Fig.

1

COD

remove-

ehiciexcics

of

coping

wastewates

advenced

heatmexl

by

diPerext

Fenton

reagent

oxiPa/oc

processes

在

pH

为

5

的条件下

，

经均相

Fentoc

试剂氧化

法处理

64mib

后

，

出水的

COD

去除率约为

45%

且

在反应中产生一定量的铁泥

，

需进行后续处理

。

在

相同的反应条件下

，

焦化废水出水经紫外

Fenhc

试剂氧化法处理

64

min

后

，

出水的

COD

去除率可

达

72%

且铁泥的产量特别小

；

单独

UV

反应去除焦

化废水出水的

COD

去除率仅为

4%

,

由此说明

UV

的引入显著促进了均相

Fenhc

对污染物的去除

效果

；

采用非均相

Feooc

法降解焦化废水

，

反应

64mib

后

，

出水的

COD

去除率仅为

36%

o

46

煤

质

技

术

对比以上

3

种

Feptoo

法可知

，

紫外

-Feptoo

试

2021

年第

36

卷

可看出

，

有机物紫外

Fenton

试剂氧化过程中产生更

剂氧化法处理焦化废水

，

虽需在反应中输入额外能

量

，

但表现出最佳的

COD

去除效果

，

有效降低反应

中铁泥的产生量且未有复杂的催化剂制备过程

。

因

多易于生物降解的有机物

。

生化工艺出水

（

样品

S

）

在

28d

好氧测试过

程

，

DOC

从

195

my/L

降低至

84

my/L

,

COD

从

322

my/L

降低至

300

my/L

,

D

仅为

28%

,

远低于

此

，

研究主要采用紫外

Fenton

试剂氧化法深度处理

焦化废水生化处理工艺出水

，

并探究其出水水质

。

2.

2

紫外

Fenton

工艺出水的可生化性变化

不同

Fen

too

试剂氧化工艺对焦化废水生化处

理工艺出水的可生化性影响评价采用

Zahn

-Wei

—

n

s

77%

,

说明生化工艺出水的可生化性较差

，

同理也

可从好氧测试前的

BOD

5/

COD

值较低

（

表

2

显示仅

为

0.

02

）

推理而出

。

生化工艺出水经过异相

Fenton

试剂氧化的样品

（

分别为

S

1

和

S

?

）

、

经传统

Fenton

试剂氧化

45

min

和

67

min

的样品

（

分别为

S

6

和

S

.

）

测试

，

针对紫外

Feptoo

试剂氧化工艺不同时间点

出水水样进行评价

。

按照

Zahn

-Wl

—

n

s

试验标准

，

降解率达到

77%

即可认为目标物质为可生化降

解

7

0

。

Zahn

-Wl

—

ns

测试过程中不同样品的

Dt

变

在

28

d

的测试过程中其对应的

COD

值均高于

84

my/L

,

无法达到

GB

1171

—

221

《

炼焦化学工

业污染物排放标准

》

所规定的排放要求

。

当反应时

化见表

2

,

另外还给出每个样品第

0

天

（

d

）

和第

28

d

的

TOC

、

COD

以及第

0d

的

BOD

5

值

。

从表

2

间达

45

min

后再延长时间

，

传统

Fenton

试剂氧化和

异相

Fevtoo

试剂氧化对可生化性的提高非常有限

。

表

2

生化工艺出水及其高级氧化后样品在生化性测试过程中性质

Tabic

2

Prypertics

revecleC

io

biochemical

tesi

for

tUc

efflueci

from

biochemical

process

and

tUc

spmplcs

obtaineC

from

tUc

pretrectmeni

of

advanceC

oxiOation

process

项

目

S

3

S

1

S

2

79

69

S

s

.

75

55

S

5

S

6

S

46

32

S

S

DOC

（

第

0

d

）

/

（

mg

•

L

-

）

DOC

（

第

22

d

）

/

（

mg

•

L

-

）

COD

（

第

0

d

）

/

（

me

•

L

-

）

COD

（

第

22

d

）

/

（

me

•

L

-

）

57

60

81

77

57

70

42

59

37

126

41

29

96

39

26

69

206

320

300

225

161

192

149

22

162

176

119

106

90

70

35

10

1

16

30

6.

5

52

99

36

78

44

73

BOD

5

（

第0

a

）

/

（

me

•

l

-

）

10

0.03

26

15

36

0.22

37

0.39

bod

5/

tod

（

第

0

a

）

Ds

（

第

22

a

）

/%

0.

09

36

0.

07

36

0.1

50

6.

32

67

0.

40

74

2.39

76

6477

生化工艺出水经过紫外

Feptoo

试剂氧化法处

理

5

min

、

5

min

、

32

min

、

45

min

和

67

min

的样

2.

2

紫外

Fenton

工艺出水有机物分子量分布

焦化废水生化工艺出水和紫外

Fevtoo

试剂氧

品

（

分别为

S

5

、

S

6

、

S

S

6

和

S

9

）

中

，

样品

S

7

的

DOC

、

COD

和

BOD

5

值分别为

46

my/L

、

106

my/L

化工艺反应

30

min

后出水中有机物分子量的分布

如图

2

所示

。

由图

2

可知

，

在原水中总有机

和

49

my/L

,

在

Zahn

-

Wl

—

ns

测试的第

22

d

,

D

t

值达到

77%

,

COD

值降低到

75

my/L

,

此值可达

碳

（TOC

）

主要分布在

＜

1

kDu

,

其占比

56%

；

其

余分子量从高到低的组分

（

＞100

kDa

、

5

-

50

kDa

、

5-5

kD

—

和

1

~5

kDa

）

TOC

占比依次

到

《

炼焦化学工业污染物排放标准

》

（

GB17171

—

225

）

规定的排放要求

，

该标准中要求新建企业

为

：

5%

、

8%

、

14%

和

5%

。

经过氧化处理后

，

＜

1

kD

—

的分子量组分

TOC

占比从

59%

增加至

76%

,

的直接排放限值为

84

my/L

。

由表

2

可知

，

当紫外

Feptoo

试剂氧化达到

32

min

后再进一步增加反应时间

，

对焦化废水的可

而其他分子量的有机物占比均有所降低

，

且占比依

次减少为

0%

4

5%

4

7%

和

8%

。

此结果表明

，

紫

生化性提高较小

，

易导致生成的易生物降解的有机

外

Fevtoo

催化处理焦化废水生化处理工艺出水过

物被化学氧化分解

。

因此

，

最佳的紫外一

Fenton

工

程中

，水中的强氧化剂能够非常有效地降解废水中

的大分子有机物质

，

将其氧化断裂为小分子有机物

质

。

相比大分子有机物

，

小分子有机物更易被微生

艺条件为紫外光照

32

m

—

、

以

COD

与

HO

1

质量约

比为

1

：

5

Fl

+

和

H

2

O

2

摩尔比为

0.

36

的比例投加

药剂

，

由此可获得焦化废水的可生化性提升最优效

果

。

物利用

，

此为经过紫外

Fenton

试剂氧化预处理后

、

废水可生化性提高的

1

个重要原因

。

第

1

期

张先等

：芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究

47

100

kDa-0.45|im

10-100

kDa

Ml-5

kDa

5%

试剂氧化处理后的出水中

，

不同粒径有机物的

8%

14%

TOC

均有较明显降低

，

尤其大粒径的有机物

TOC

险

v

1

罰

58%

15%

降低得最为明显

。

经过紫外

Fenton

试剂氧化处理

后，

焦化废水中主要存在粒径

＜2

nm

的有机物

，

此

与超滤截留实验的有机物分子量分布结果一致

。

2.

3

紫外

Fenton

工艺出水中有机物亲水性

对焦化废水经紫外

Fenton

氧化前后的水质进

行树脂分离

，

对其亲疏水性物质进行分析

，

水样的

亲疏水性

(

TOC

)

占比分布如图

4

所示

。

溶解性有

(a)

生化工艺出水中有机物分子量分布

M100kDa-0.45nm

^^

10-100 kDa

驚

M

5-10

kPa

冰

5%

7/%

M

1-5

kDa

袜

<

1

8%

76%

(b)

紫外

Fenton

试剂氧出水中有机物分子量分布

图

0

生化工艺出水和紫外

Fenton

试剂氧出水中有机物

分子量分布

Fig.

0

Molec/lcs

weight

Uistribu/on

of

organic

compoxnUs

in

the

eUlnent

from

the

bioc/emicot

process

and

ultroviolet

Fenton

reagent

oxidation

process

焦化废水生化工艺出水和

Fenton

试剂氧化工艺

反应

34

min

后出水有机物的粒径分布如图

3

所示

。

图

3

生化工艺出水和紫外

Fenton

试剂氧出水中有机物的

粒径分布

Fig.

3

PaUicte

size

Uistribu/on

of

organic

compounds

in

the

U/nent

from

the

bioc/emicot

process

anU

ultroviolet

Fenton

reagent

oxidation

process

从图

3

可看出

，

粒径

＜2

nm

的有机物对

TOC

贡献最大。

焦化废水生化工艺出水经过紫外

Fenton

机物被分成了

6

种

，

分别是亲水性酸性组分

(HiA

)

、

亲水性酸性组分

(

HiN

)

、

亲水性碱性组

分

(

HiA

)

、

疏水性酸性组分

(

HoA

)

、

疏水性中性

组分

(

HoN

)

和疏水性碱性组分

HoB

。

(a)

生化工艺出水中不同亲水性有机物含量

(b)

紫外

Fenton

试剂氧出水中不同亲水性有机物含量

图

4

焦化废水生化工艺出水

TOC

占比分布

Fig.

4

Tde

pementage

of

TOC

of

diberent

Uyymphilic

organic

in

the

eUlnent

从图

4

中可知

，

在焦化废水生化工艺出水中,

DOM

的主要组分是

HoA

和

HoN

,

占比分别为

37%

和

25%

,

HiA

、

HiA

、

HN

和

HoB

的占比分别为

7%

、

8%

、

9%

和

6%

,

疏水性有机物的含量比亲

水性有机物含量高

1

倍多

，

且疏水性物质主要为酸

性

HoA

。

有研究分析了焦化废水原水有机物组分

的分布情况

，

HoA

主要是各种以甲基取代酚为主

的酚类化合物及少量的咲喃和苯甲酸类物质

，

H

o

N

48

煤

质

技

术

2001

年第

36

卷

中主要是吲哚及其衍生物及酮

、

酯

、

联苯及多环芳

anf

Comprehensive

Uti/zathc,

2014

(4)

:

4-01.

J.

任源

，

韦朝海

，

吴超飞

，

等

.

焦化废水水质组成及

烃类物质

。

因此

，

结合焦化废水污染控制探

析

[4-6

]

,

焦化废水生物处理后的出水中仍含有较

多酚类物质及难生物降解的吲哚及其衍生物等有机

其环境学与生物学特性分析

[.

.

环境科学学报

，

2027,

07

(7)

:

1094-1142.

REN

Yuan

,

WEI

ChaoPal

,

WU

Chaofel

,

cl

gl.

Com-

污染物

。

经过紫外

Fenhc

处理后

，

出水的主要组分是

HiB

和

HoA

,

占比分别为

32%

和

24%

,

HiA

、

HiN

、

HoN

、

HoB

的占比依次为

2%

、

9%

、

4%

和

posi/oc

of

water

qua/tp

of

CoPing

washwater

anf

Ana

—

-

sis

of

its

Envirocmentai

anf

Biolovicai

CharacteCstics

[

J

.

.

Joxrugl

of

EnvNocmenml

Science

；

2027

,

07

(7)

:

1494-1142.

J.

韩涛

，

陈梓晟

，

林冲

，

等

.

臭氧流化床深度处理焦

2%

,

亲水性有机物和疏水性有机物占比相当

。

与

焦化废水原水相比

，

经紫外

Feahn

试剂氧化法处

理后

，

废水中的亲水性组分的占比有所上升

，

HiB

含量最高

，

表明氧化反应将原水中具有不饱和结构

C

=

C

和

C

=

0

的芳烃类疏水性有机物的结构被

破坏

，

并降解

，

实现焦化废水向亲水性转变

。

亲水

性有机物相比疏水性有机物更容易被细胞膜吸收

，

因此可生化性更好

。

3

结论与建议

(2

)

在初始

pH

为

5

、

HO

o

浓度为

2

mmo/L

条件下

，

均相

Fenton

法

、

紫外

Fenton

法和非均相

Fexton

法对焦化废水生化处理工艺出水均有上佳的

处理效果

，

而紫外

Fenton

法表现出最优的

COD

去

除效果

。

(2

)

Zabc-Wel

—

as

测试表明

，

焦化废水生化

工艺出水采用紫外

Fexton

试剂氧化处理

32

min

后

，

再通过生化处理能够实现

COD

达标排放

，

但采取

传统

Fentoc

试剂氧化和异相

Fenhc

试剂氧化预处

理却较难通过后续的生化处理实现达标排放

。

(3

)

焦化废水生化工艺出水采用紫外

Feahn

试剂氧化处理后

，废水中大量的疏水性大分子物质

被氧化降解为亲水性小分子有机物

，

从而使得废水

的可生化性得到有效提高

。

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Re

­

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propress

anf

app/cabi/tp

analysis

oC

UesplfuCzg-

Uoc

techno/vy

Uw

coPing

coal

with

high

sp

I/

v

cochnl

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Tao

,

CHEN

Zisheng

,

LIN

Chocg

,

cl

gl.

Oroan-

io

compocents

in

tail

wahc

treatment

of

coPing

wastewater

bp

ozoce

Huidized

bed

[

J.

.

Joxrugl

of

Env

—

rocmeOal

Science

,

2216

,

36

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149-155.

J.

Y.

LU

,

L.

H.

YAN

,

Y.

WANG

,

cl

a

—

Bioaeyro-

Ua/oc

of

phenolic

compoanfs

from

coPing

wastewater

bp

immoXi/zeX

white

vo

I

fungus

phanerochaete

chrysospoP-

um

J.

.

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J

.

J

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Pignahllo

,

E

.

Oliveros

,

A

.

MoKay

:

AU-

vv

—

ced

oxiPa/oc

processes

foc

oroaOc

coctamAant

Uc-

stmctAc

based

ox

the

Fentoc

reactioc

anf

relat

­

ed

chemistc

J.

■

CCt

；

Rev

.

Ene

.

Sei.

Technoi

.,

2026

,

36

：

1-84.

J.

H

.

S

.

LI

,

S

.

Q

.

ZHOU

,

Y.

B

.

SUN

,

ct

a

—

Ap-

p/ca/oc

of

respocsc

suCace

皿

6/

(

^0//

h

the

ad

­

vanced

treatment

of

biolovicai

—

smb/ized

—

nffill

leachate

using

Fenhc's

reagent

J.

.

Wash

Manage.

,

2212

,

32

：

0160-0160.

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吕明

，

孟祥斌

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的测定

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NaiPocg

,

LU

MAg

,

MENG

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Dehc

mina/oc

of

COD

in

Fenhc

system

J.

.

Joarnai

of

H

pv

-

bin

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Commerce

(

Natural

Science

edi/oc)

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2021

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(

0)

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07-28.

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GuiPeSne

for

Testing

of

Chemicals

322

B

,

In

­

herent

BioXeprababi/tp

:

Zahn

Wellens/EMPA

Test

[

M.

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Ecocomio

Coopera/oc

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Focseca

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ct

a

—

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advanced

oxiPa/oc

processes

in

a

mu/ismye

treatment

system

foc

saOtaro

—

nffil

l

—

achate.

Wbec

Res.

,

2215,

81

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2

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1

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，

吴德礼

，

马鲁铭

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黄铁矿催化类

Fenhc反

应处理阳离子红

X-GRL

废水

J.

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222,32(6

)

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12^

—

22.

(下转第

57

页)

第

1

期

王越等

：煤岩显微组分自动识别技术研究进展

57

meh

macerals

recoyO/oc

based

ox

RILBP-GLCM

ai-

Analysis

bp

Nearai

NetuorC

[

J.

.

Computer

Engineer

­

poCthm

[

J

.

.

Coal

Techno//

,

222

,

36

(

3

)

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142-144.

[7

3

.

ing

anf

Apylica/oxs,

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J

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田甜

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测量

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太原

：

太原理工大学

，2211

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SKILA

M.

The

inUuence

of

the

Uiscmpancies

in

the

oPsemers

Uecisiocs

ox

the

process

of

iPeOi

—

ca/oc

宋孝忠

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煤岩显微图像假边界对显微组分组自动

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pmaps

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cial

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D

,

SUGANYA

K.

PeCorm-

ance

analysis

for

coal

texture

c

—

ssificathx

[C.

//

E-

SONG

Xiaozhoxg.

Effect

of

false

boanfam

of

micro

-

scopic

image

ox

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iUentifica/oc

of

macer

­

merping

TrenUs

in

Science

,

EnpAeeCnp

a

—

U

Technolo-

al

pmup

[J

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Coal

Geolo/

&

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Xiaochu

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Wenpl

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An

ap

­

proach

h

composithx

recoyO/oc

of

coal

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Joarnai

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Image

anf

Graphics

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Xiaozhoxg

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Auhma/o

image

recoyO/oc

system

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hchnoloyics

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Society

,

202

,

44

(12)

:

3085-3097.

J

2

.

682-683.

[76

.

尹文义

，

刘小除

，

刘其真

，

等

.

用神经网络实现

朱宪坤

.

基于联合纹理特征的煤岩显微组分

MSVM

煤岩成分分析

[

J

.

.

计算机工程与应用

，

2023

,

分类

[

D

.

.

太原:太原理工大学,

2213

:

1-02.

[

81

.

35

(

3

):

223-225.

YIN

Wenyl

,

LIN

Xiaochu

,

LIN

Qizhen

,

cl

a

—

Coal

王洪栋

.

基于机器学习的煤岩显微图像分析研究

[

D

.

.

北京

：

中国矿业大学

，2019

：

1-126.

(上接第

48

页)

Y.

Feng

,

D

.

L

.

Wu

,

L

.

M

.

Ma

.

Treatment

of

Cal-

iocic

Red

X-GRL

washwater

bp

pyrite

cata/zed

Fenhx

Technolo/

[

J

..

CUocgqing

EnvirocmeOal

Science

；

2021

,

23

(4

)

:

39-41.

[15

.

高鹏

，

徐璐

，

辛宁

，

等

.

焦化废水污染控制技术

-liPe

reac/ox

[

J

.

.

China

Envirox.

Sc/

,

202

,

32

(6

)

:

1211-122.

[12.

L.

B

,

K.

WANG

,

Q.

L.

ZHAO

,

cl

a

—

Chgac-

进展

[J

.

.

环境工程技术学报

，

2216

,

6

(4

)

：

357-362.

GAO

P

,

XU

L

,

XIN

N.

AUvvnces

in

research

ox

co-

hCza/ox

of

Uisso/ed

orgaOc

matter

Uuring

—

—

dUli

leachate

treatment

bp

sepuencing

batch

reactor

；

aera-

kAg

waohrcahr

coctcC

techno

—

pies

[J.

.

Journal

of

EnvirocmeOal

EngineeCng

Technolo/

,

202

,

6

Uoc

corrosive

cell-Fenhx

,

anf

pranu/r

ac/vvhX

car­

box

in

series

[

J

.

.

HazarC.

Mahr.

,

2214

,

177

(1)

：

1096-1125.

[

13

.

郭建华•焦化废水生化出水物化脱色和去除

COD

的

(4

)

：

357-362.

[2.

韦朝海

.

煤化工焦化废水的污染

、

控制原理与技

术应用

[.

.

环境化学

，

2212

,

3

(12

)

：

295

­

1477.

实验研究

[D

.

太原

：

太原理工大学

,

2027

：

1-92.

GUO

Jia

—

fua.

Ty

anf

research

ox

chroma

anf

COD

physical

chemical

treatment

of

coCing

washrcahr

efflu

­

WEI

Chaohgb

Polluthc

coxtrol

pCnciplcs

anf

technoi-

o/

app/ca/oc

in

the

treatment

of

cohing

washrcater

from

coal

chemishy

infustm

[

J

.

.

Envimcmental

ent

which

has

been

Peahd

bp

biochemical

processes

[

D

..

Taiyuan

:

Taiyuan

University

of

Technolo/

,

chemi-m

,

2027

,

07

(7)

:

1083-1093.

[2.

韦朝海，

贺明和

，

任源

，

等

.

焦化废水污染特征

及其过程与策略分析

[

J

.

.

环境科学学报

，

2027

,

07

(7)

:

1483-1493.

WEI

Chghgi

,

HE

Minghe

,

REN

Yuan

,

cl

a

—

P

o

P

u

-

Uoc

chamcteCs/cs

of

cohing

washrcater

anf

coxtrol

2027

：

1-92.

[2

.

杨云龙

，

白晓平

.

焦化废水中几种典型难降解有

机物的特性研究及处理技术

J.

.

重庆环境科学

，

2221

,

23

(

4

):

39-41

．

YANG

Yun/cg

,

BAI

Xiaoping.

PmpeCy

Research

of

Some

KinUs

of

Typical

DiNicalt

DepraPa/ocai

Orga—

ic

sPahpies

:

bioloyicai

treatment

process

aO

technolo/

[

J

.

.

Joarnai

of

EnvirocmeOal

Science

；

2027

,

07

Matter

from

CoCAg-Plant

Washwater

aO

Treatmenl

(7)

:

1483-1493.

2024年5月16日发(作者：改丹红)

第

36

卷第

1

期

2021

年

1

月

煤

质

技

术

COAL

QUALITY

TECHNOLOGY

Vol.

36

Nv.

1

Jan.

2421

张先

，

刘熙

璘

，

花昱伉

，

等

.

芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究

7]

.

煤质技术

，

2021

,

36

(1)

:

43-48.

ZHANG

X

—

n

,

LIT

Xi

—

n

,

HUA

YuUanq

,

et

al.

Advanced

treatmext

oh

codinq

waste

water

by

Fextoo

reayext

oxidadoo

移动阅读

process

ad

—

s

effluext

characteristics

[J.

Coal

QuU

—

y

丁

10

——

/

,

2021

,

36

(1

)

：

43-46.

芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其

出水水质研究

张先

52

,

刘熙

瞞

2

,

花昱伉

2

,

杨瑜

2

,

余慧君

2

,

王建兵

2

（

1.

内蒙古工业大学

，

内蒙古呼和浩特

25251

；

2.

中国矿业大学

（

北京

）

化学与环境工程学院

，

北京

50083

）

摘要

：

高级氧化和生化处理联用工艺可去除焦化废水生化工艺出水中的有机物

，

使出水达到排

放标准

。

采用不同的芬顿

（

Fenton

）

试剂氧化法对焦化废水生化工艺出水进行深度处理

，

使用

Zahn-WeXens

测试对出水可生化进行评价

，

并利用光谱分析法研究氧化后溶解性有机物的特性

。

结果表明

：

在初始

pH

为

5

时

，

紫外

Fentoo

试剂氧化法比传统

Fen

too

试剂氧化法和非均相

Fentoo

法具有更优的化学需氧量

（

COD

）

降解去除效果和生化性改善效果

，

反应

66

m

—

后

COD

去除率

为

72%

。

Zahn-WeXens

测试显示

，

紫外

Fentoo

试剂氧化处理

30

min

后采用生化处理工艺能实现

废水

COD

指标达到排放标准的目标

，

且处理费用相对较低

。

经过紫外

Fentoo

试剂氧化

，

废水中

分子量小于

1

kDa

的有机物总有机碳

（

TOC

）

占比从

58%

增至

76%

,

疏水性有机物含量从

71

%

降至

29%

0

废水中疏水大分子有机物向亲水小分子有机物的转化是废水可生化性提高的重要原因

。

关键词

：

芬顿试剂氧化工艺

；

焦化废水

；

出水水质

；

废水可生化性

；

化学需氧量

；

去除率

；

疏水

性有机物

；

总有机碳

；

光谱分析

中图分类号

：

X703

文献标志码

：

A

文章编号

：

1007-7677

（

2221

）

01-008-06

AdvanceC

trectmecS

oi

caking

wastewater

by

Fecton

recgenS

oxiOation

process

and

iis

efflueni

cOarocteristics

ZHANG

Xmd

1

^

2

,

LITXi

—

n

2

,

HUAYuUany

2

,

YANG

Yu

2

,

YUHuijan

2

,

WANG

Jiandiny

2

（

1.

Imc

Univegito

a

Technolog/

,

Hohhrt

019081

,

China

；

0.

Schori

a

Chedcnl

ang

Emjironmentnl

Beijing

50083

,

China

）

Engineering

,

Beijing

Camput,

Chinn

Univegito

a

Mining

ang

Abstract

:

Thv

combinadou

of

aencl

oxidatiou

and

biochemical

treatment

process

can

remove

thv

oryanic

matter

in

bio-tmatl

codinq

wastewatvr

and

mahv

thv

eXluent

reach

thv

discharyv

standar-

.

EfOuit

from

thv

siond

—

o

bia-

chem

—

at

process

of

codinq

wastewatvr

was

treated

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di

—

erent

Fi/o

revyent

oxidatiou

processes.

Thv

UioOevrah-

aPi-ty

of

thv

eXluent

from

thv

Fiton

reayent

oxidatiou

pmcessvs

was

iv

—

u

I

by

Zahn-WyOns

test

,

and

thv

char

­

acte

—sties

of

dissoOed

oryanic

matter

after

oxidadoo

were

stuUied

by

spectral

analysis.

Thv

results

sliow

that

when

thv

—

—

—

1

pH

is

5,

thv

u

—

ravio—

l

（

UV

）

Fi/o

reayent

oxidation

is

suae

—

ar

than

thv

trahi-onat

and

hyiopiios

Fen

­

ton

reayent

oxidation

pmcessvs

Or

thv

COD

removal

and

UioPevrahahi

—

ty

improvement.

AOvr

60

min

reaction

,

thv

COD

removal

ratv

is

72%.

Thv

Zahn-Wl

—

ns

test

sUoweP

that

UV

Fiton

reayent

oxidation

far

30

min

followed

by

a

收稿日期

：

2022-10-5

责任编辑

：

傅

丛

DOI

：

5.

3969/j.

ima.

507-7677.

2001.01.006

基金项目

：

国家自然科学基金资助项目

（

557458

）

作者简介

：

张

先

（

567

—

）

,

女

，

内蒙古呼和浩特人

，

副教授

、

博士

，

主要研究方向为煤化工废水处理

。

E-mail

：

z

0

x

@

ima/

eda.

0

通讯作者

：王建兵

（

573

—

）

,

男

，

湖北红安人

，

教授

、

博导

，

主要研究方向为煤炭开采加工与转化过程中的污染控制

、

矿井水处理与资

源化利用

、

煤化工废水处理与回用等技术研究

。

E-mail

：

wan/b®

comth.

idu.

10

44

煤

质

技

术

2221

年第

36

卷

biochemical

process

car

rea/zv

thv

goal

that

thv

COD

vvluv

of

thv

ehluext

meet

thv

Uemanf

of

thv

Uischarav

stanUarC.

AUer

UV

Fexton

reapext

oxibation

,

thv

percextagv

of

thv

oraanics

in

thv

wg/wdhr

with

a

mo

—

chlar

weight

less

thac

2

kDa

Uw

TOC

iccreased

from

59%

tv

76%

,

anf

thv

context

of

hyPmphoPic

oraanics

Uecreased

from

71%

tv

29%.

Thv

conversion

of

hyPmphoPic

maccmo

—

chlar

oraanics

to

hypmphibc

small

mo

—

chlar

oraanics

is

ac

impoCact

reason

Uw

ihv

improvemext

of

bioPeprababilita

in

thv

wgtewbec

Key

words

:

Fexton

reagext

oxiPadon

process

；

coPing

wastewatvc

；

duext

characteCstics

；

BioPeprababilite

of

wastewatvc

；

COD

；

removvl

rath

；

hyPmpPoPic

oraanjc

compocnfs

；

total

oraanjc

carCon

；

spectral

analysis

0

引

言

我国焦化行业体量庞大

、

总产能近

7

亿

1

,

其

所导致的环境污染一直是长期困扰的难题

[1]

,如

焦化厂生产过程中会产生大量的焦化废水⑵

。此

标的费用过高

，

此时适合采用高级氧化和生化处理

工艺联用进行深度处理

，

因而需要科学评估出水水

质和可生化性的变化

。

目前大部分文献针对出水可

生化性的变化采用

BOD

5/

COD

进行评价

，

该种评

价方法对工程应用的指导有限

，

需要采用更有指导

类废水具有成分复杂、

氨氮浓度高和有机污染浓度

高的特点

。

其中

，

有机污染物主要为酚类化合物

、

意义的评价方法

。

以下以焦化废水生化处理工艺的出水为研究对

多环芳香族化合物以及含氮

、

氧

、

硫的杂环化合物

及脂肪族化合物

，

多为有毒有害污染物⑶

。

目前,

国内焦化废水处理普遍采用以缺氧一好养生物处理

象

，

采用不同的

Fenton

试剂氧化工艺进行处理并

比较不同工艺的处理效能

，

重点分析紫外

Fexton

试剂氧化工艺出水的水质特征

，

尤其采用

Zahc-

Wehexs

测试方法对出水的可生化性进行评价

，

以

方法

(

Acoxic/Oxic

,

A/0

)

或其改进工艺为核心

的生化处理方法

，

但绝大部分焦化废水生化处理工

艺出水的化学需氧量

(

COD

)

值无法达到

《

炼焦

期为焦化废水的达标排放提供技术支持

。

化学工业污染物排放标准

》

(

GB

16271

—

2012

)

规

1

实

验

12

实验用水

定的排放要求

，

因此需对焦化废水进行深度处理,

从而进一步去除出水中的有机物®

4

。

焦化废水深度处理大部分会采用高级氧化工艺

实验使用的焦化废水取自内蒙古某焦化厂

。

该

焦化厂的焦化废水经过蒸氨

、

脱酚和隔油预处理后

以进一步去除生化工艺出水中的有机物

。

Fenton

试

剂氧化是

2

种具有工程应用前景的高级氧化工艺,

包括传统

Fenton

试剂氧化工艺

(

Fe^/HOo

)

、

紫

外

Fenton

试剂氧化工艺

(

Fe^/HOo/UV

)

、

异相

进入

A/0

工艺中去除大部分的酚类和氨氮

，

A/0

工艺的二沉池出水进入混凝沉淀一过滤工艺进行深

度处理

，

然后再采取臭氧氧化工艺处理

。

研究的废

水取自

A/0

工艺的二沉池出水口

。

由于二沉池出水中的颗粒物浓度偏高

，

而颗粒

催化

Fexton

试剂氧化工艺

。

尽管

Fenton

试剂氧化

深度处理工业废水的研究较多®

7

,

但研究主要集

物会对后续的紫外

Fexton

试剂氧化工艺产生较大

的影响

，

因此

，

废水取回后先采用

0.05

p

n

滤膜

进行过滤

，

去除废水中的颗粒物

，

然后敞口曝气

24

h

,

将废水中的亚硝酸盐氧化成硝酸盐

，

最后再

中在工艺参数的优化和处理效果的研究方面

，

对出

水水质特征研究较少

，

尤其针对高级氧化出水的可

生化性提升方面研究较少

。

在实际工程中

，

部分焦

化废水生化工艺出水采取高级氧化工艺进一步处理

用

0.05

p

m

滤膜进行过滤后备用

。

水样的各项水

质指标见表

2

。

也很难达到排放标准

，

或采用高级氧化工艺实现达

表

1

焦化废水生化处理工艺出水水质指标

Tabir

1

Qualite

of

efUuent

frcm

the

secandarf

biochemical

prccest

for

caking

wastewater

pH

7.

36

COD/

(

my

•

L"

1

)

320

TOC/

(my

-

L"

1

)

BOD5/

(my

-

L"

1

)

UV?/

cm

-

浊度(

NTU

)

总铁

/

(

my

•

L

-

)

Cl

-

/

(

my

•

L

-

)

2

012

MH.-N/

(my

-

L"

1

)

127

16

4.

14

4

3

0

12

催化剂的制备

Fexton

试剂氧化的非均相催化剂采用

FegO

./

Al-S

—

O

催化剂

，

由实验室采用溶胶一凝胶法制

备

。

在

22

mL

乙醇

(

2

mo/L

)

和正硅酸乙

第

1

期

张先等

：芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究

45

酯

（

1

mo/L

）

中加入

2.2

mo/L

的高氯酸铁和

2.

0

mo//

的氯化铝

，

在

8

°C

下搅拌

3

。

min

后

，

式中

，

C

t

和

C

b

分别是水样和空白样品在取样

时间为

1

时测得的

DOC

浓度值

，

mp/L

；

C

a

和

C

ba

逐滴缓慢加入

42

mL

的氨水

（

1.5

mo/L

）

并搅拌

Oh

,

得到沉淀

。

用高纯水洗涤沉淀

，

再在

42

C

分别是测试

3

h

后相应样品和空白样品的

DOC

浓

度值

，

mp/L

。

烘箱内干燥

24

h

,

得到待用的微米级

FyO

.

/

Al-Si

—

2

粉末催化剂

。

废水的分子量分布在

4

mL

的超滤杯

（mil

l

i-

porc

,

USA

）

中进行

。

首先将水样用美国

PALL

的

2.45

p

m

聚醚砜滤膜过滤

，

得到溶解性有机物

，

再

1

・

2

不同

Fenhc

试剂氧化工艺处理焦化废水方法

均相

Fenhc

反应采用烧杯实验

。

将

250

mL

经

在

2.

4

MPa

氮气驱动力下将滤液依次通过截留分

子量为

142

PDa

、

2

PDa

、

5

PDa

、

1

PDa

的超滤

过滤处理的焦化废水实验用水加入至

502

mL

烧杯

中

，

用稀

HC1

调节

pH

到

5

,

然后加入一定量的

Fy

SO

4

-7H

2

O

,

待其溶解后加入

H

2

O

o

,

开始反应计

时

，

反应时间为

60

min

,

定时取样进行水质分析

。

在紫外催化反应器中进行紫外

Fenhc

法氧化

反应

。

取

252

mL

经过滤处理的焦化废水实验用水

，

用稀

HC1

调节水样

pH

值为

5

,

加入

FeSO

.

・

7

比

0

,

搅拌溶解

，

开启紫外灯

，

并将

HO

o

加入至反应器

中

，

计时反应

62

min

,

定时取样进行水质分析

。

非均相

Fchc

反应采用烧杯实验

。

取

252

mL

经过滤处理的焦化废水实验用水

，

用稀

HC1

调节

水样

pH

值为

5

,

催化剂

Fe

3

O

4^

Al-Si

—

0

投加量为

2

2

y/L

,

搅拌

3

。

min

达到吸附平衡后加入

HO

o

搅拌

，

计时反应

60

min

,

定时取样进行水质分析

。

1

・

4

分析方法

COD

的测定采用重铬酸钾消解后滴定分析获

得

。

由于

Fetoc

反应中的

HO

o

具有还原性

，

使水

样

COD

测定值偏大

，

因此需对

HO

o

产生的影响进

行消除

。

通过测定

H

O

o

浓度

，

然后计算对应的

COD

值

，

再用水样

COD

值减去

H

O

o

对应的

COD

,

即可得废水的实际

COD

⑻

。

pH

值通过便携式

pH

计

（DELTA320

,

Mettlcr

Toledo

）

测定

；

TOC

值采

用

TC-IC

的方法通过岛津

TOC-L

仪测定

；

UV

25

4

采用紫外-可见分光光度仪

（

HachDR5002

,

USA

）

进行测定

。

水样的可生化性采用

28

U

的

Zabn-Wellens

进

行评估

，

评估方法参考经济合作与发展组织

（

OECD

）

的测试导则

322

B

^

-4

^

取

242

mL

的水

样

，

调节

pH

值至中性

，

加入实验室生活污水处理

装置培养出来的活性污泥

，

再加入微量元素

（

KH2PO

4

、

IKHPO

4

、

NbHPO

4

、

NH

4

C

—

Ct/

、

My-

SO

4

和

FeC/

）

,

搅拌

，

于室温下

25

C

在暗处保存

。

同时

，

以易降解的葡萄糖和纯净水代替水样

，

作为

对照组和空白组

。

生化降解百分率采用公式

（

4

计算

：

D

t

=

1

_

G

_

C

b

x

12

（

1

[

C

a

-

C

1

）

ba

!

]

V

膜

（

其截留直径分别对应为

2

on

、

5

on

、

4

nm

和

2

nm

）

,

获得

2

〜

1

PDa

、

1

〜

5

PDa

、

5

〜

2

PDa

、

2

〜

22

PDa

及

＞22

PDa

的

5

种分子量的溶解性有

机物

，

其对应的粒径分别为

＜2

on

、

2

on

〜

4

on

、

4

nm

〜

5

on

、

5

nm

〜

2

on

、

2

on

〜

2.

45

p

m

。

2

结果与讨论

2

・

1

Fenhc

氧化工艺对焦化废水生化处理效果

均相

Fenton

试剂氧化工艺

、

紫外

Fenton

试剂

氧化工艺和非均相

Feshn

试剂氧化工艺处理焦化

废水生化出水时的

COD

去除效果如图

1

所示

。

图

1

不同

Fenton

试剂氧化法深度处理焦化废水时的

COD

去除效果

Fig.

1

COD

remove-

ehiciexcics

of

coping

wastewates

advenced

heatmexl

by

diPerext

Fenton

reagent

oxiPa/oc

processes

在

pH

为

5

的条件下

，

经均相

Fentoc

试剂氧化

法处理

64mib

后

，

出水的

COD

去除率约为

45%

且

在反应中产生一定量的铁泥

，

需进行后续处理

。

在

相同的反应条件下

，

焦化废水出水经紫外

Fenhc

试剂氧化法处理

64

min

后

，

出水的

COD

去除率可