2022年电催化氧化技术降解焦化废水COD应用 .docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 在 40000m3/d 处理系统后增加一套电催化氧化技术装置 降解废水中的 COD 作者：倪兵摘要 电催化氧化法处理难生化降解有机废水的讨论是近年人们普遍重视的 课题,特别在国外 ,对该技术已有较多的讨论和应用；通过与生物方法 如 A-A-O 法联用,可起到稳固和提高外排水质,并可最终达到中水回用目的；关键词焦化废水电催化氧化降解 COD 焦化废水的种类较多,从产生废水的源头分,有炼焦煤带入的水分、焦化产品回收及精制过程中使用直接蒸汽时转化的水、工艺介质、洗涤溶 盐等加入的水、添加稀化学剂带入的水、工艺管道设备等清洗加入的水、清洗油品槽车水等；从其排出方式上分,有从焦炉煤气冷凝液中分别出来 的剩余氨水、焦化产品回收及精制过程中工艺介质的分别水,以及其它一 些污水,属于难处理的工业废水；目前国内处理焦化废水的水处理设备主 要采纳生化法,生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用,但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等等一些难降解有机物处理成效较名师归纳总结 差 , 使 得 焦 化 行 业 外 排 水COD难 以 达 到 一 级 标 准 ；第 1 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电催化氧化法处理难生化降解有机废水的讨论是近年人们普遍重视的课题 ,特别在国外 ,对该技术已有较多的讨论；但总的来看 ,仍处于探究阶段；依据分析 ,在三维电极电解体系中,通过电解产生的 O2 和溶解 O2在阴极 上 可 能 发 生 如 下 的 仍 原 反 应 , 产 生 活 性 中 间 体 H2O2 ；酸 性 体 系：O2+2H +2eH2O2 1 碱 性 体 系：O2+H2O +2eHO2- +OH-2 HO2-+ H2OH2O2+OH-3 电生成 Fenton 试剂是 Fe2+和 H2O2的结合产物, H2O2 在 Fe2+催化下产生·OH,·OH 有极强的氧化才能,可使有机物氧化为CO2和 H 2O,COD 去除率高,而且自身仍原为水,不产生有毒有害物质；在传统的电生成Fenton 试剂体系中,通常以铁作为阳极,在电解过程中产生大量的 Fe 2+、Fe 3+,增加了水的色度；本试验用廉价的石墨代替铁作为阳极,采纳外加Fe 2+ 的 方 法 , 通 过 调 控 外 加 Fe2+的 量 使 Fe2+的 催 化 功 能 最 优 化 ；当溶液中不存在 Fe 2+时,氧化有机物分子主要靠 H2O2 来完成,而当溶 液 中 存 在 Fe 2+ 时 会 发 生 如 下 反 应Fe2+ + H2O2=Fe 3+ + OH-+· OH 5 Fe 3+ H2O2=Fe 2+ HO2·+ H+ 6 Fe 3+ +e =Fe 2+ 7 反应5中生成的 ·OH 的氧化才能极强,主要由它来氧化有机物分子,反应5消耗的 Fe 2+由反应 6,反应 7补充, Fe 2+ 可循环使用；但 Fe 2+ 浓度过大会使有机物去除率下降,这是由于当有过量的Fe2+存在, Fe2+会消名师归纳总结 耗一部分·OH：第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Fe 2+· OH+H+=Fe 3+H2O 8 采纳活性炭和某些液体催化剂含有 Fe2+作为复合催化剂的三维电极技术降解COD 的机理可能为活性炭的吸附、阳极反应,·OH 自由基的氧化,Fenton 反应和絮凝反应；有降解焦化废水需要处理的单位,也可以到中国污水处理工程网的污水宝工程服务平台询问具备类似污水处理体会的企业；本文介绍用三维固定床电极技术对焦化废水进行深度处理的试验研究 , 对 影 响 COD 去 除 效 果 的 因 素 进 行 初 步 探 索 ；1 实 验 部 分1.1 实 验 废 水 的 来 源 及 水 质废水取自大化集团化肥厂炼焦车间生化处理出水,废水水质：Ph 为69,COD 为 180200mg/l；1.2 测 试 指 标COD: 重 铬 酸 钾 法1.3 实 验 设 备 及 方 法电解装置由电解槽、变压器、电压表、直流电流表和整流器等组成；电解槽中以石墨板作为阳极和阴极,填充粒子为1020 目的水处理用柱形活性炭和相同粒径范畴的石英砂；该反应槽有效容积为 0.2L,每次试验前先用待处理水对活性炭进行饱和,饱和后加入焦化废水,同时加入肯定量的液体催化剂,并用硫酸和氢氧化钠来调剂pH 值,然后通电,调剂电压到名师归纳总结 所需值进行间歇实验；第 3 页,共 5 页2 实验结果和讨论ph 值对 COD 去除分别考察了槽电压、反应时间、液体催化剂用量和- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 率的影响；2.1 槽 电 压 与 COD 去 除 率 的 关 系试验条件：反应时间为 60min,液体催化剂用量为 1000mg/l,ph 为3；槽电压与 COD 去除率关系的单因素试验说明：随着槽电压的增加,COD 去 除 率 逐 渐 增 大；2.2 反 应 时 间 与 COD 去 除 率 的 关 系 . 试验条件：槽电压为 12V,液体催化剂用量为 1000mg/l,ph 为 3；反应时间与 COD 去除率关系的单因素试验说明：随着反应时间的增加,COD 去 除 率 逐 渐 增 大 并 趋 于 平 缓；2.3 液 体 催 化 剂 量 与 COD 去 除 率 的 关 系实 验 条 件 ： 槽 电 压 为 12V , 反 应 时 间 为 60min , ph 为 3 ；液体催化剂量与 COD 去除率关系的单因素试验说明：随着液体催化剂 量 的 增 加,COD 去 除 率 逐 渐 增 大；2.4 pH 与 COD 去 除 率 的 关 系试验条件：槽电压为 12V ,反应时间为 60min,液体催化剂量为1000mg/l；pH 值与 COD 去除率关系的单因素试验说明：随着 pH 值的增加,COD 去 除 率 逐 渐 降 低；2.5 讨 论1 在试验条件下,由电催化氧化技术原理可知,随着槽电压的增大和名师归纳总结 Fe 2+的增加,在主电极与通过静电感应产生的粒子群电极表面产生的H2O2第 4 页,共 5 页的量也随之增加,在有Fe 2+存在条件下,更有利于生成Fenton试剂, COD- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 的去除率也随之增加；2在反应初始的一段时间内,体系内污染物的浓度较高,浓差极化影响不显著,但随着反应的进行,污染物浓度逐步降低,浓差极化现象越来越显著,单位时间内扩散到电极表面的污染物削减,另外随着反应进行,液体催化剂中Fe 2+的含量也在逐步渐少,相应也会影响其与H2O2 生成Fenton 试 剂 反 应 的 进 行 , 所 以 曲 线 变 得 越 来 越 平 缓 ；3在三维电极电解体系中,在酸性和碱性条件下,都能产生活性中间体 H2O2,但是在碱性条件下,Fe2+很快便生成絮体,影响了其进一步与H2O2 生成 Fenton试剂的反应,导致在在试验 ph 范畴内,随着 ph 的增大,COD 去 除 率 呈 现 逐 渐 降 低 的 趋 势；3 结 论3.1 通过单因素试验确定了相宜的槽电压、液体催化剂用量、气量、pH和反应时间；3.2 复合催化电解法有机的结合了吸附、表面催化、氧化仍原等多种过程,有效的降低了焦化废水的COD,并且具有设备简洁、高效、占地面积小、操作简洁等优点；通过与生物方法 如 A-A-O 法联用,可起到稳固和提高外排水质,并可最终达到中水回用目的；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页
