电化学法深度处理焦化废水技术探讨彭少辉

179电化学法深度处理焦化废水技术探讨彭少辉1，杨大奉2(1.深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司，广东深圳518057；2.珠海富华复合材料有限公司，广东珠海519002)摘要：焦化废水是有机工业废水，其中的污染物成分复杂，含有大量的以氰化物、硫氰化物、氨盐等为主无机物和以酚类化合物为主的有机物，属于生物难降解有毒废水，对生物都有很大的毒害作用。焦化废水如果直接大量排放，会对环境造成严重污染,也会对人类的健康造成威胁，因此，我们必须采取深度处理技术有效处理焦化废水。关键词：电化学法；处理；焦化废水引言焦化废水是一种在煤气净化、煤制焦炭和焦化产品回收过程中所产生的含芳香族化合物与杂环化合物的典型的比较难降解的有机工业废水，其对环境和人类都有很大的毒害作用。目前采用的生化法，可以基本去除废水中的酚类和氨氮等污染物，但是仍含有一些杂环或多环类有机污染物，昀终水的COD在400mg/L左右,不能达到国家CODCr150mg/L的排放标准。而电化学法作为一种利用外加电场作用，作为一种高级氧化技术，有其独特的优越性，是非常好的选择。1焦化废水处理技术分析焦化废水的污染控制处理是我国工业废水污染控制的重大难题，废水处理工艺完成了现代废水处理工艺基本单元的构建——物理法、化学法、生化法、物化法和高级氧化法等。废水处理技术分类如表1所示。表1废水处理技术序号基本单元基本方法序号基本单元基本方法重力沉降法吸附法气浮法膜分离法1物理法离心分离法萃取法中和法4物化法离子交换法化学沉淀法湿式氧化法混凝法Fenten试剂氧化法2化学法氧化还原法臭氧氧化法生物膜法光催化氧化法活性污泥法5高级氧化法超声氧化法3生化法厌氧生物处理法2电化学法深度处理焦化废水技术目前，电化学方法应用于有机废水的处理，常用的方法有电氧化法、电凝聚法、电还原法、电气浮法等。2.1电化学法处理焦化废水的优势电化学法处理焦化废水是一种清洁工艺，在绿色工艺方面极具潜力，被称为环境友好技术，有其独特的优势：电子转移只在电极及废水组分间进行，不需要再另外添加氧化还原剂，避免由由此带来的二次污染问题；可控制性较强，可通过改变外加电流、电压随时调节反应条件；反应器设备及其操作较简单，通过合理设计，可实现相对低廉的费用；兼具絮凝、气浮、消毒的作用；可单独处理废水也可与其他处理方法相结合；当废水中含有金属离子时，阴、阳极可同时起作用，阳极氧化有机物，阴极还原金属离子，尽可能提高处理效率，并回收再利用有价值的化学品或金属；反应条件温和，电化学过程一般可在常温常压下进行。2010年第5期2010年5月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment180彭少辉：电化学法深度处理焦化废水技术探讨2.2电化学法处理焦化废水效果的影响因素采用电化学方法处理焦化废水，其处理效果的影响因素很多。2.2.1电极材料电极是电化学处理技术中的核心部分，废水的处理效率很大程度上依赖于电极选择的合理程度。电极材料的性质是决定电极催化特性的关键因素，电极材料的不同可使反应速度发生数量级的变化。电极材料性质的改变可通过变换电极基体材料来实现,也可用有电催化性能的涂层对电极表面进行修饰改性而实现。在废水处理中，为防止金属电极发生钝化反应，降低电极活性，常用贵金属作为阳极处理污水。2.2.2操作条件（1）电流密度电流密度是影响废水处理的重要因素，当电极表面积恒定时，单位面积提供的电量随电流密度的增大而增大,反应速度也越快。当电流密度增大到一定程度时，会导致无效电流，使电流效率下降，所以我们应该选取适当的值。目前部分研究已经获得了对氯代芳烃较高的电流效率。（2）废水导电性若废水导电性增强,溶液电阻减少,槽电压降低,平均电流效率提高。导电性增强,溶液的电流密度会相应增大,有机物的COD去除率也将提高。电解质的含量直接影响到溶液的导电性，电解质较多时，溶液导电性相应增大，在同样的外电压下电流就会增大。电流曾和有利于电化学氧化还原，但同时发生副反应的几率也会增大。（3）处理时间电话氧化处理时间直接影响到COD的去除率，氧化时间越长，通过的电量越多，有机物降解的就更为彻底。但同时，随着有机物浓度的降低，电流效率也会逐渐下降。2.2.3反应器电化学反应器是将传质、催化剂、电极、反应及条件控制等过程有机结合在一起的集成系统。反应器几何形状的确定主要考虑的两个方面是改善或加强传质与提高电极比表面积。可以采用碳颗粒喷射床电极、滚动床电极。为提高电极比表面积,可把电极做成多孔状、球状、环状、网状等多种形状,还可采用三维电极反应器。2.2.4停留时间停留时间也是一个主要影响因素，一般情况下，停留的时间越长，氧化还原等作用也进行得越彻底。但要注意对各种不同的废水，可以根据不同的进水情况而做相应调整，初始pH值低时，停留时间可以相对取得短一点；反之长点。3实验研究3.1实验准备试验试剂主要有浓硫酸、重铬酸钾、化钠、硫酸铝钾、氢氧铝酸铵、高岭土、高锰酸钾、试亚铁灵指示剂贮于粽色瓶中。实验仪器主要是微波密封消解COD快速测定仪、Orion290ph计、UV-2550紫外分光光度计、WYK302直流交流式稳压电源。自行设计制作多相电催化氧化反应装置。3.2实验过程与分析方法取用某厂焦化废水，并经过A1-A2-O生物处理，取一定量的催化剂填料，用蒸馏水冲洗干净，然后用焦化废水水样浸泡至吸附平衡，填充床体中，加入一定量的水样，接通电源，调节电压或电流至所需值，通入臭氧，并取样分析。对有机废水CODcr的测定主要通过测定废水的化学需氧量，使用我国自行研制额微波密封消解COD快速测定仪。3.3处理后焦化废水的环境影响研究本实验选择一年生三叶草的总叶绿素含量作统一参量指示对环境的干涉作用，每天浇水200ml，并每隔两小时取样，计算7日内总叶绿素量的平均值。加入处理后的废水之后，总叶绿素含量不断上升并在14点达到昀高值。但是随着时间的延长，其值又逐渐恢复到初始水平。7日平均试验中，受处理后水灌溉的三叶草叶片无异常，生长良好。由此可证明本试验处理后的废水实现了一定的使用目的。近年来，电化学处理焦化废水技术为广大环保工作者所重视，并得到了飞速发展，作为一种废水处理适应性强、高效、无二次污染的处理方法。电化学法给焦化废水处理带来了新的活力，深入研究焦化废水的先进处理技术，发展既高效又经济的处理技术，改善环境质量，昀终实现水资源的循环利用，实现可持续发展。参考文献[1]李海涛．阴阳极协同作用电催化深度处理焦化废水[J]．化工进展，2009；[2]邱雯．焦化废水处理技术的研究进展[J]．太原城市职业技术学院学报，2008；[3]雷兴红．焦化废水电化学处理技术研究进展工业水处[J]．工业水处理，2007；