褐煤活性炭吸附处理煤化工废水

    活性炭作为一种优良的多孔炭质材料，被广泛地应用于水质净化过程，活性炭吸附法处理技术已成为城市污水和工业废水深度处理zui有效的方法之一。但是由于活性炭生产成本高而大大限制了其使用范围。褐煤的煤化程度低，水分高，热值低，在工业用方面远不如其它煤种广泛，是有待开发利用的煤炭资源。利用褐煤制备的活性炭比表面积相对较小，但一般中孔发达，具有良好的吸附性能。本实验采用褐煤活性炭作为吸附剂，研究其对煤化工废水处理的性能。

    1实验部分

    1.1实验主要仪器和药品

    SKY-100C型摇床，上海苏坤实业有限公司生产；HACHODYSSEYDR/2500分光光度计，CODREACTOR（消解反应器）均来自美国哈希（HACH）公司。

    1.2褐煤活性炭的物理性质

    褐煤活性炭由中国电力科学研究院电站辅机技术研究所（北京国电富通科技发展有限责任公司）研制生产。

    依照IUPAC活性炭孔径分类标准：大孔直径>50nm；中孔直径为2~50nm；微孔直径<2nm。褐煤活性炭表面中孔发达，在活性炭的吸附过程中，对大分子有机物的吸附起到相当大作用。

    1.3实验装置及方法

    实验所用的废水取自某气化厂，外观呈深褐色，水质组成复杂，水样COD值为4500~5200mg/L，pH值为8.0~8.5。分别用静态和动态实验来评价褐煤活性炭对煤化工废水的处理性能。评价指标为HACH重铬酸钾法COD。

    1.3.1COD测定方法

    实验用HACHCOD测试管，量程（0-1500mg/L），实验过程中取水样（或稀释水样）2mL加入到HACHCOD测试管中，放入COD消解反应器中消解2h。消解完成之后，冷却至室温用HACHODYSSEYDR/2500分光光度计进行COD的测定。

    1.3.2静态吸附实验

    在室温下，分别向5个250mL的锥形瓶中加入不同量的活性炭，然后向每个烧瓶中加入150mL原废水，再将各锥形瓶分别放在摇床上振荡1h，然后将各锥形瓶中废水过滤，弃去zui初20mL滤液，取样测定原废水和各滤液的COD浓度，计算不同活性炭用量下COD的去除率．

    在室温条件下，分别准确称取10g活性炭依次放入5个锥形瓶中，加入150mL原水，在摇床内240r/min振荡吸附。每隔一定时间取出一个锥形瓶，用漏斗过滤，弃去zui初的20mL滤液，取样测定COD的浓度变化。

    1.3.3动态实验

    实验装置示意图见图1，装置由一个原水箱、一个转子流量计和三个串联的有机玻璃吸附柱组成，连接管为硬质塑管，所有阀门的材质为PVC。三个吸附柱上每间隔100mm加一取样孔（孔径为6~8mm）。

    煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学产品的过程，主要分为煤炭焦化、煤气化、煤气化合成氨、煤气化合成其他产品及直接液化等。煤化工企业用水量大，其排放的废水主要来源于煤炼焦、煤气净化及化工产品回收精制等过程。该类废水水量大，水质复杂，以酚和氨为主，并且含有大量的联苯、吡啶吲哚和喹啉等有毒污染物，毒性大，如不经过合理处置排入水体会对环境造成严重危害。

    目前主流的处理工艺主要是以活性污泥法为核心的三段法，包括物化预处理、生化处理和深度处理。活性污泥法具有技术成熟、运行成本低的优点，但是由于煤化工废水的水质特点，长达数天的水力停留时间仍不能有效去除难降解有机污染物，且占地过大从而使投资成本增加。同时由于废水水质水量波动很大，容易对生化系统造成冲击，破坏微生物群落结构，从而造成出水不能稳定达标。

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