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煤化工废水处理理论与技术

来源：洁净煤技术

行业视野: 环境保护
类别; 91个
关键词; 79位
专家; 21篇
论文; 18309IP
点击量; 7727次
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火电行业废水排放绩效评估

作者(Author)：竹涛, 袁前程, 金鑫睿, 叶泽甫, 侯益铭

摘要：近年来我国大力开展排污许可制度，火电行业作为国民支柱产业和用水大户，在制度实施过程中，水污染物未受到重视，火电废水相关统计数据不清，排放绩效模糊，导致其难以纳入排污权交易体系。自2008年我国火力发电逐渐进入成熟期后，各省市火电企业用水自成熟期来形成了明显区域性特征，为按照《控制污染物排放许可制实施方案》要求更好地开展排污许可制度，笔者根据地区水资源情况，选取具有代表性的省份（山东和广东）着重分析火电废水现状，依据2015年全国各省环境统计数据，梳理所选地区火电行业水污染因子特征，首先明确了火电企业相关用水指标，火力发电厂需大量冷却水来冷却机组，冷却方式的差异决定了火电厂冷却水量的不同，根据3个指标确定企业的冷却技术；其次确定了主要有2种排放去向；之后比较水污染因子的处理效率，选取了特征水污染因子；最后进行全国火电行业废水绩效评估，包括废水排放总量绩效核算及主要水污染因子排放绩效核算，各地区可根据绩效核算结果对自身在火电行业的水资源使用及排放方面的问题制定针对性政策，旨在为火电废水排污许可制度的实施提供基础支持。结果表明，火电企业以电力为产品，水资源为生产消耗品，排放总量控制应基于废水的排放绩效。废水排放绩效评估及区域性特征研究目的是探究电力与废水排放之间联系，得出与所在区域的水文条件、发电效率以及冷却方式有关，水资源缺乏地区废水处理水平低于水资源丰富地区，会导致不良用水情况加剧，可制定出对应的废水治理政策，在排污权交易与废水处理设备资金投入上寻找平衡点。总结现阶段排污权交易存在的阻碍：火电行业的水污染物不受重视，导致排放量统计不够准确，为政策制定带来困难；互联网实时监测平台未建立，无法实时监测火电企业排放水质水量，采取污染源头追查方法，督促不达标企业整改，考虑优先通过排污权交易来推动水污染物的减排。废水排放绩效显示各地区情况相差较大。考虑到流域是废水排放的主要去向，以流域划分为基础。政府机构向绩效较高企业提出总量削减要求，绩效较低企业给予排污权交易优惠政策。

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2020年第01期

1085

401
基于催化臭氧氧化去除煤化工废水中污染物——苯系物

作者(Author)：彭思伟, 何绪文, 白玉勇, 谷小兵, 刘海洋

摘要：苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）是煤化工废水中典型的难降解有机污染物,通常情况下BTEX较难通过传统的化学氧化技术去除。笔者自主制备了多孔臭氧催化剂，并对催化剂进行表征分析；考察了催化臭氧化降解BTEX的最佳反应条件，并对不同反应体系中自由基的激发情况进行比对；在此基础上探究催化臭氧化对BTEX的去除机理，为BTEX在实际处理过程中的技术应用提供理论基础。XRD分析结果表明，多孔臭氧催化剂含有氧化铝、氧化硅等，且含有沸石结构的化合物。XPS分析结果表明，所合成的催化剂含Si、O、 Cu、Fe、Mn、Al等元素。SEM结果表明，催化剂由许多不规则的细小块状粉末构成，且表面非常蓬松，堆叠成多级结构，使催化剂呈多孔性。比表面积分析表明，催化剂的比表面积为20.8 m2/g，孔隙直径主要集中在3.8 nm。使用该催化剂对BTEX进行催化臭氧化试验，结果表明，反应温度为30 ℃、溶液pH=8、臭氧投加量为3.5 mg/L、催化剂投加量为5 g/L时，BTEX的降解效果最佳。在该反应体系中有机物去除率为99.1%，其中苯、甲苯、乙苯、二甲苯的去除率分别为95.6%、98.2%、100%、100%。ESR分析结果表明，催化臭氧化反应体系中羟基自由基和超氧自由基的激发强度明显高于臭氧氧化反应体系，这是因为本文制备的催化剂含有Al、Fe、Mn、Cu氧化物，使催化反应过程中负载的金属氧化物价态间相互变化，转移的电子可促进臭氧分子分解，从而产生更多的自由基。催化臭氧化技术是以羟基自由基为主导，超氧自由基、催化剂吸附为辅助，协同实现煤化工废水中典型有机污染物BTEX的高效去除。

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2020年第01期

1383

975
煤粉对选矿废水中乙硫氮的吸附特性研究

作者(Author)：边岳, 苏鑫, 何红兴, 杜丽伟, 张静

摘要：为探究煤粉吸附剂对选矿废水中有机污染物的吸附过程，利用煤粉作为吸附剂用于选矿废水中乙硫氮污染物的吸附。研究煤粉吸附剂自身物理化学性质特点，并通过配制乙硫氮污染物模拟废水，研究煤粉投加量、吸附时间等吸附条件对吸附过程的影响，重点研究煤粉吸附剂吸附乙硫氮污染物的吸附等温线、吸附速率控制过程等。结果表明煤粉吸附剂表面结构复杂，具有丰富的孔隙结构和含氧官能团，是一种天然吸附剂。煤粉投加量和吸附时间是影响吸附效果的重要因素，随着煤粉投加量增加，溶液中乙硫氮去除率先增加后趋于稳定，吸附量不断减少；随着吸附时间延长，乙硫氮去除率和吸附量开始时增加比较迅速，吸附时间达到30 min后，去除率和吸附量均趋于稳定。乙硫氮溶液初始浓度50 mg/L，煤粉投加量5 g/L，振荡吸附时间30 min条件下，乙硫氮去除率达86.53%，吸附量为8.65 mg/g。利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型拟合煤粉对乙硫氮的吸附行为，Freundlich等温吸附模型更加符合该吸附过程，说明其吸附行为是以表层为主的多层吸附。利用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散模型进行吸附动力学研究，结果表明该吸附过程更加符合准二级动力学模型，吸附速率的控制步骤同时包含外部液膜扩散、表面扩散以及颗粒内部扩散过程，但以表面扩散为主导作用。

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洁净煤技术

2019年第06期

789

266
臭氧催化氧化对固定床蒸氨脱酚废水COD去除效果研究

作者(Author)：张超, 王吉坤, 王宏义, 李红伟, 王立国, 杜松, 黄荣法

摘要：为了获得最佳的臭氧催化氧化工艺参数，采用1 t/h臭氧催化氧化装置利用单因素及正交试验法研究了臭氧通气量、臭氧浓度及催化剂投加量对COD去除效果的影响规律，确定了工艺条件的影响主次顺序及最佳工艺参数。最后在最佳工艺参数下进行连续试验80 h，进一步考察了最佳工艺参数下COD的去除效果。结果表明：3种工艺条件（即臭氧浓度、臭氧通气量、催化剂投加量）对COD去除率均有很大影响。通过单因素试验发现，随着臭氧通气量、臭氧、催化剂投加量增加，在同等条件下COD去除率越大，但相应的处理成本会增加，最终选择臭氧通气量为1.5 m3/h≤臭氧通气量≤2.5 m3/h，臭氧浓度为150 mg/L≤臭氧浓度≤250 mg/L，催化剂投加量选择为20 kg/t≤催化剂投加量≤30 kg/t。通过正交试验发现，3种臭氧氧化条件对COD去除率影响的主次顺序为臭氧浓度>通气量>催化剂投加量，验证了上述单因素试验结果，得到最佳工艺参数为：臭氧通气量2.0 m3/h，臭氧浓度250 mg/L，催化剂投加量30 kg/t。最后采用1 t/h臭氧氧化装置，在最佳工艺参数下对脱酚蒸氨后废水进行连续臭氧氧化试验80 h，COD去除率稳定在43.5%左右，反应后可生化性（B/C）稳定至0.4以上，减轻了后续生化处理的负荷及难度。证明臭氧氧化工艺实际应用效果良好。

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洁净煤技术

2019年第06期

776

253
三维煤基吸附电极处理氰化废水试验研究

作者(Author)：刘巧妮

摘要：目前,矿产、金属工业、电子设备制造等行业的快速发展引起工业废水产出量急剧升高,废水中多种有毒离子(如铬、镉、砷等)及锌、镍、金等贵金属,特别是氰化提金过程中产生的CNT、SCN-、 CN-等危害大,必须进行无害化治理。为解决氰化废水中大量有害离子的污染问题,提高氰化废水处理效率,探索三维煤基电极废水处理方法,自制的三维煤基电极以阴、阳电极和活性炭粒子3个组件为主。以电压、时间为变量,分析氰化废水中Zn2+、CNT 浓度的变化规律,结果显示,CNT、Zn2+去除率符合Lagergren一级动力学模型,随着煤基电极长周期、连续使用,废水中CNT、Cu2+、Zn2+、CN-、SCN的去除率分别为93．74%、97．28%、95．22%、95．13%、97．05%;增加煤基电极循环使用次数,废水中有害离子的去除率微幅下降,6 次循环后,CNT、Cu2+、Zn2+、CN-、SCN-的去除率分别为 92．17%、 94．65%、92．67%、90．14%、97．02%。升高电压,有害离子的去除率不再随电极板自身的吸附饱和发生变化,煤基电极可重复使用。煤基三维电极设备可简易、低耗、高效地进行工业废液去除处理,值得推广。

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2019年第04期

827

254
煤化工浓盐水对煤泥水沉降特性的影响研究

作者(Author)：黄根, 郭宣

摘要：煤化工浓盐水中含有大量无机盐离子，外排污染环境，且处理和回收成本较高。由于煤化工浓盐水含有的无机盐离子与选煤常用凝聚剂有效离子成分类似，本文以煤化工浓盐水作为煤泥水处理的凝聚剂，以内蒙某地区难沉降不黏煤为研究对象，研究了浓盐水用量对煤泥水沉降特性的影响。采用多重散射光分析仪对煤泥水系统稳定性进行分析，通过激光粒度分析仪分析了煤泥颗粒粒度变化，以聚丙烯酰胺作为絮凝剂，研究了浓盐水用量对煤泥水沉降和澄清液浊度的影响。结果表明，结晶盐用量0～62.5 kg/t，未添加浓盐水时，煤泥水系统比较稳定，动力学稳定性指数(TSI)无明显变化;随着结晶盐用量增加，煤泥颗粒开始凝聚，TSI值显著增加，结晶盐用量为50 kg/t时，煤泥水顶部TSI达到最大值，此后TSI值随结晶盐用量的增加开始减小。同时，煤泥表面Zeta电位随着结晶盐用量增加先迅速升高后趋于稳定，表明结晶盐中的阳离子具有压缩双电层，降低表面电位的作用。粒度分析结果表明，未添加浓盐水时，煤泥水颗粒D50为9.43 μm，D90为45.57 μm;结晶盐用量为12.5 kg/t时，煤泥水颗粒D50增加至11.92 μm，D90增加至63.77 μm，说明浓盐水的加入促进了颗粒凝聚。煤泥水沉降试验结果与TSI变化规律基本一致，随着结晶盐用量的增加，煤泥沉降速度逐渐加快，结晶盐用量为50 kg/t时，沉降速率达到最大值，上层澄清液浊度达到最小值。试验结果表明，煤化工浓盐水可有效促进煤泥颗粒之间的凝聚，提高难沉降煤泥水的沉降效果。可考虑将煤化工浓盐水作为煤泥水处理凝聚剂引入煤泥水处理系统中，以降低浓盐水处理成本，提高煤泥水处理效果，但浓盐水对于整个选煤工艺系统分选指标、产品性能和设备寿命等方面的影响仍需进一步研究。

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2019年第03期

1169

256
不同高级氧化工艺处理焦化废水二级生化工艺出水研究

作者(Author)：何灿, 陈卓苗, 李懿南, 武昭钰, 黄国微, 王灿, 王建兵

摘要：针对焦化废水二级生化处理工艺出水化学需氧量(COD)难以达标的问题，采用实际焦化废水，通过开展半连续实验室小试试验，对比研究了单独臭氧氧化、O3/H2O2氧化和UV-Fenton氧化3种工艺深度处理焦化废水的效果，并对不同工艺出水的UV254、BOD5/COD、发光细菌毒性、三维荧光光谱进行分析，研究不同高级氧化工艺对出水水质的影响规律。结果表明:增加臭氧投加量和添加H2O2能显著提高焦化废水二级生化工艺出水中有机物的去除效果。进水COD为(200±10) mg/L、O3投加量为30 mg/L时，反应120 min后单独臭氧氧化对COD的去除率仅为36%;而对于UV-Fenton氧化，进水COD为(200±10) mg/L、H2O2(30%)投加浓度为2 g/L、Fe2+与H2O2摩尔比为1∶10时，COD的去除率为50%;单独臭氧氧化和UV-Fenton均不能满足排放标准。进水COD为(200±10) mg/L、O3投加量为30 mg/L、H2O2(30%)投加浓度为2 g/L，反应120 min后COD去除率达到63%，O3/H2O2氧化工艺出水COD达到74 mg/L，满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。3种工艺中，O3/H2O2氧化的COD去除效果最好，这主要归因于O3和H2O2协同产生强氧化性自由基，但当H2O2浓度过高时，体系中产生的·OH反而与H2O2反应，从而导致O3/H2O2体系的氧化能力下降。3种工艺都能有效降低出水毒性，出水发光细菌急性毒性试验显示，单独O3氧化、O3/H2O2氧化处理15 min后，相对发光度分别上升到90%和87%，UV-Fenton氧化处理30 min后，出水的相对发光度上升到71.57%。与单独臭氧氧化和O3/H2O2氧化工艺相比，UV-Fenton工艺处理出水急性毒性相对较高，可能与臭氧的消毒作用有关。3种工艺对废水可生化性的提高程度不明显，BOD5/COD从0.02最大提升到0.1左右。UV254和三维荧光光谱的对比分析表明，3种工艺对出水中芳香族化合物和荧光物质具有明显的分解作用。单独O3氧化可优先降解废水中腐植酸类物质中的共轭双键结构，而O3/H2O2氧化工艺对环状共轭污染物的氧化效果更显著。随着UV-Fenton氧化处理，焦化废水中大分子的类腐植酸以及紫外区类富里酸优先被氧化降解，最终转化为可见区类富里酸和类蛋白质，而类蛋白质和可见区类富里酸物质在出水中仍存在较高浓度，UV-Fenton氧化工艺对荧光物质去除能力最差。

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洁净煤技术

2019年第03期

926

224
焦粉吸附深度处理焦化废水研究

作者(Author)：闫博华, 李希龙, 蒋庆, 徐龙, 马晓迅

摘要：为了解决焦化废水经常规生化处理后污染指标不符合排放标准的问题，利用焦化厂生产过程中自身产生的焦粉，用于焦化厂废水处理工艺中生化出水的深度处理环节，考察了焦粉投加量、焦粉粒径、溶液pH值、吸附时间对焦化废水COD和色度去除率的影响，通过正交试验设计优化了工艺条件得到最优工艺方案，最后采用SEM-EDX对比分析了焦粉使用前后的形貌变化及表面元素分布。结果表明：焦粉投加量从40 g/L增至120 g/L时，COD和色度去除率显著提高；焦粉投加量大于120 g/L时，两者去除率增速减缓，投加量超过200 g/L后，两者去除率基本稳定。焦粉粒径超过5~6 mm后，COD和色度去除率基本稳定不变。焦化废水pH值调节至8附近时，两者去除率达到最大值。吸附时间从05 h逐渐增加到25 h时，COD和色度去除率显著提高；超过25 h后，两者去除率基本稳定。通过L18（37）正交设计试验设计优化的最佳方案为焦粉投加量200 g/L，焦粉粒径5~6 mm，溶液pH值8，吸附时间3 h；在优化条件下的多次平行试验表明，COD平均去除率达到668%，色度平均去除率达到712%。SEM-EDX表征显示，吸附前，焦粉孔径大，表面有较大缝隙，吸附后孔径和缝隙明显减小，分析原因可能是有较多物质附着在焦粉表面及孔道内造成。吸附后焦粉表面碳、氧、硫、氮元素相对含量大幅增加，这说明焦粉对焦化废水中的有机物和部分含硫、含氮物质具有较好的吸附性能。

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洁净煤技术

2019年第01期

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