吸附法处理焦化废水的研究

王 婷，摆玉龙，王 维

（新疆化工设计研究院有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830000）

1 概述

焦化废水是煤高温裂解得到煤气和焦炭并在生产过程中回收加工焦油等副产品的过程中产生的。焦化废水所含污染物可分为无机和有机两类。无机物质一般是以铵盐的形式存在；有机物质主要以酚类化合物为主，另外还有杂环类化合物，包括二氮杂苯、氮杂苊、氮杂菲、吡啶、喹啉、吲哚等[1-4]。若这类废水超标排放，不仅会使周围的水体、土壤等产生较大的危害，另外也会通过食物链对人体产生毒害作用[5-8]。

目前，焦化废水通常采用生化法工艺去除CODCr和氨氮[9-10]，包括传统活性污泥法[1]，A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺等，但处理效果受污水的化学性质、pH、水温、水力停留时间等因素影响较大。其次，还有利用化学法和物理化学法处理焦化废水，但成本较高。

本研究采用吸附法，将污染物从废水中吸附到吸附剂上，达到去除的目的。吸附法是有效的去除有机物及脱色的技术，国内对吸附法处理废水的研究较多[11]，采用的吸附剂种类也较多[3，12]，常用的吸附剂为活性炭、粉煤灰和焦炭等。本文主要通过研究吸附剂种类、吸附剂投加量对出水CODCr去除率、色度去除率，浊度去除率等的影响，筛选经济适用的吸附剂，从而为焦化废水的治理提供新的技术途径和理论依据。

2 材料与方法

2.1 仪器与试剂

仪器：PL403电子天平；磁力搅拌器；电热恒温鼓风干燥箱；化学耗氧量测试仪；浊度仪。

试剂：粉末活性炭；粉煤灰；浓硫酸；硫酸银；重铬酸钾；

2.2 实验方法

2.2.1 粉煤灰作吸附剂

在锥形瓶中移取50mL焦化废水，分别加入废水质量的5%、10%、15%、20%、25%、30%的粉煤灰。室温条件下，搅拌60min，处理完毕后，将水样过滤收集，分析滤液的CODCr、色度，浊度等。

2.2.2 粉煤灰-1%粉末活性炭混合物作吸附剂

在锥形瓶中移取50mL焦化废水，分别加入粉煤灰-粉末活性炭混合吸附剂。粉末活性炭用量为废水量的1%，粉煤灰用量为废水质量的5%、10%、15%、20%、25%、30%。室温条件下，搅拌60min，处理完毕后，将水样过滤收集，分析滤液的CODCr、色度，浊度等。

2.2.3 粉煤灰-2%粉末活性炭混合物作吸附剂

在锥形瓶中移取50mL焦化废水，分别加入粉煤灰-粉末活性炭混合吸附剂。粉末活性炭用量为废水量的2%，粉煤灰用量为废水量的5%、10%、15%、20%、25%、30%。室温条件下，搅拌60min，处理完毕后，将水样过滤收集，分析滤液的CODCr、色度，浊度等。

2.3 分析方法

COD：重铬酸钾法；

浊度：浊度仪；

色度：稀释倍数法。

3 结果与讨论

3.1 粉煤灰对焦化废水COD去除率、色度去除率的影响

图1 粉煤灰做吸附剂，COD、色调去除率

由图1可以看出，改变粉煤灰投加量，随着吸附剂投加量的增加，焦化废水原水中COD去除率、色度去除率逐渐增大，当吸附剂用量达到25%时，废水中COD的去除率和色度去除率不再明显变化，粉煤灰吸附已达到饱和。但是，从图中数据可以看出，粉煤灰作吸附剂处理焦化废水离处理要求还远远不够。

图2 粉煤灰-1%粉末活性炭混合吸附剂处理效果

3.2 粉煤灰-粉末活性炭混合吸附剂对焦化废水COD去除率、色度去除率的影响

粉煤灰-粉末活性炭混合吸附剂处理效果见图2～图3。

图3 粉煤灰-2%粉末活性炭混合吸附剂处理效果

由图2、图3可知，粉煤灰-粉末活性炭混合吸附处理效果明显好于粉煤灰。其中，COD去除率最高可达86.93%，色度的去除率最高可达80.19%。当吸附剂用量为20%时，COD去除率、色度去除率增幅逐渐变缓，综合考虑去除效果和经济性，粉末活性炭，粉煤灰最佳配比为1∶20。

4 结论

综合分析，粉煤灰的沉淀和过滤只能对吸附起补充作用，不能替代吸附的主导地位。但是，粉煤灰作为我国当前排放量最大的工业废渣之一，与活性炭结合处理焦化废水能实现以废治废，对节能减排、绿色化工等方面的研究有一定的参考价值。