活化粉煤灰在煤焦油加工废水预处理中的应用

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1、活化粉煤灰在煤焦油加工废水预处理中的应用摘要：介绍了利用比热熔比水低的高温活化粉煤灰通过物理吸(脱)附使水中汕快速分离、酸活化粉煤灰吸附絮凝进一步处理含油废水。结果表明，对800°0活化粉煤灰吸附含油污水加热2min，油、灰、水能快速分离，对800°C活化粉煤灰进一步酸活化，处理分离后的废水，综合除油率达到95.6%。通过对吸附后的粉煤灰再活化，可以多次重复利用，解决了吸附后粉煤灰的去留问题。关键词：含汕废水；活化粉煤灰；吸附；絮凝；再活化中图分类号：TQ546文献标识码：A文章编号:1006-8937(2016)29-0169-041概述煤焦汕深加工过程

2、中产生高浓度含汕废水，采用传统污水处理工艺无法将水中油分离出来，进而影响下一段工艺处理，导致处理水质不达标。煤焦油加工过程中会产生大量的含油废水，该类废水含高浓度的有机物、氰等剧毒物质。其中有机污染物主要为单环活多环芳香族化合物以及含氮、硫、氧的杂环化合物，如高浓度的酚类、萘类、苯胺类、毗啶类、喹啉类，吲哚类等。这些有机物大多因为带有亲水基团而能溶解在水中，无法通过分层分离。煤焦油深加工废水主要来自预处理阶段，装置为煤焦油加温静置所脱水、管道吹扫产生的水、生产过程中产生的分离废水、雨水与油品混合产生的废水等。粉煤灰是热电厂燃煤粉锅炉排放的废弃物，我国电力以

3、燃煤为主，2015年中国粉煤灰产量居世界第粉煤灰主要用于烧砖、筑路、水泥和混凝土的掺合料。其大部分堆积废弃，这不仅占用了大量土地，而且严重污染了环境。如何将粉煤灰综合利用，是当今环境科学的重要研究课题。粉煤灰是具有一定活性的球状细小颗粒，对于水中杂质具有较好的吸附性能，对工业废水进行处理可谓以废治废，并且处理废水费用低、效果好。环保科研人员在这方面已做了大量的研究工作，取得了许多令人瞩目的成就［1-4］寇鹏［5］在研究粉煤灰酸浸正交实验中发现，影响粉煤灰中A12O3溶出率因素大小顺序为焙烧温度〉盐酸浓度〉碱灰比〉酸浸时间，最佳溶出铝的方案为焙烧温度950°

4、C、焙烧时间为3h、盐酸浓度为0.6moL/L、酸浸时间为4h、碱灰比为0.7、反应温度为90°C。夏畅斌等［6］用酸浸粉煤灰对焦化厂含酚废水处理进行了研究，制得集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，将其与PSA絮凝剂配合使用，处理焦化含酚废水。混凝沉降速度快，污泥体积小，处理废水费用低;SS、COD色度和酚的去除率分别为95%、86%、96%和92%。并研究了粉煤灰混凝沉降机理。王春峰等［7］用H2SO4活化方法制作活化粉煤灰吸附材料，通过试验发现：活性粉煤灰处理废水的最佳条件是pH值为7、温度为20°C、搅拌时间是lOmin。2粉煤灰除油机理粉煤灰颗粒较

5、细且多孔，表面含有金属阳离子活性成分，吸附机理较复杂。粉煤灰具有吸附作用、接触絮凝、中和沉淀、过滤截留的特性。其中吸附作用包括物理吸附和化学吸附两种特性［8］。粉煤灰的导热系数X为0.23［W/(m?K)］，比热容c为0.92［kJ/(kg?K)］，水的比热容4.2［kJ/(kg?°C)］含油废水中的油在水中存在形式有游离态油、分散态汕、乳化汕、溶解汕、固体附着汕［9］，通过自然静置无法将乳化油、溶解油、固体附着油分离。由于粉煤灰相对水的比热容低，所以在加热时粉煤灰上升的温度比水快，当粉煤灰的温度达到或超过水的沸点时，附着在粉煤灰上的水迅速沸腾蒸发，发生爆

6、沸现象。高温活化粉煤灰在处理含油废水时，由于其表面含有带正电荷的金属阳离子活性成分，能够将带负电荷的小分子油滴包裹起来，起到破乳效果，如图1所示，水中油会被吸附包裹在粉煤灰中，而被沉降在处理水底部。当对底部粉煤灰加热时，发生爆沸现象，吸附在粉煤灰中的汕会被冲出，小液滴汕冲出后又相互聚拢形成较大液滴的油，由于油的密度比水低，大液滴油迅速上浮，最终使粉煤灰中的油分分离出至水面。至此，灰，水，汕充分分离，如图2所示。酸活化粉煤灰是集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，由于混凝液中含有溶解的絮凝成分如AL3+、Fe3+等其他离子，通过絮凝沉淀，处理溶解油效果更好。3

7、实验部分3.1原材料及其组成实验采用陕西东鑫垣化工有限责任公司发电厂飞灰，主要化学成分，见表1。实验用废水取自陕西东蠡垣化工有限责任公司延迟焦化车间排放至污水处理厂废水。废水水质，见表2。3.2粉煤灰的高温活化及酸活化将350g粉煤灰放入干锅中，在马弗炉中加热850°C，活化时间为3h，待冷却后即得高温活化粉煤，留作待用。取25g活化粉煤灰、100mL5mol/LHC1溶液，放入250mL烧杯中，置于恒温磁力搅拌器上缓慢搅拌4h，即得酸浸粉煤灰活化液。3.3高温活化粉煤灰处理废水实验方法用HJ-3型数显恒温磁力搅拌器在500mL烧杯中进行实验。取500mL

8、废水，分别加入5、15、25、35、45g高温活化粉煤灰，控制转速