株冶是传统的铅锌冶炼企业,主要生产锌、铅、铜、镉、合金及硫酸等产品。在铅、锌冶炼工艺过程中产生大量含锌、铅、铜、镉、汞、砷等重金属的酸性污水,经石灰中和法处理后,重金属离子达到国家一级排放标准,但由于贵金属回收过程中有机萃取剂的使用,使废水中含有一定量的有机污染物,随着国家对环境污染防治和治理的力度加大,各种污染物的排放指标更为严格。2006年起,国家对废水中COD的排放实施总量控制与浓度控制相结合的方法。株冶废水COD含量为50～150mg/L,通过石灰中和处理可降至100mg/L以下,但由于总排水量大,导致COD的排放总量仍然较大,因此必须对废水进行深度处理,进一步降低COD。目前常规的处理工艺如混凝、沉淀和过滤等对有机物的去除率较低。活性碳具有发达的微孔结构和巨大的比表面积,是目前最有效的吸附剂之一,用于废水的深度处理时,对色度和COD具有良好的去除效果。因此,实验采用活性炭吸附法对株冶废水进行了COD去除研究,得到了良好的效果。
实验原料
实验所用活性炭为粉末活性炭,实验用水为株冶重金属酸性废水经石灰中和处理后的出水。由于水样经长时间放置COD会自然降解,影响实验结果的准确性,因此每次实验水样均为当天所取临时样,COD含量在一定范围内变化。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
实验步骤及工艺流程
取1000mL石灰中和处理出水,用硫酸调整pH值后加入一定量粉末活性炭,在磁力搅拌机上搅拌一定时间,过滤后检测滤液中COD含量。
分析及检测
COD采用重铬酸钾法测定。
实验结果与讨论
由于活性炭处理水所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂,影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件有关。本研究主要从运转参数着手考察COD的去除效果。
小试实验结果表明,活性炭吸附处理株冶废水中和处理出水的适宜条件为:pH值为8.5,搅拌时间为0.5h,活性炭投加量为0.25g/L,温度为25℃,在此条件下,COD去除率为64.87%,出水水质稳定。
放大实验结果表明,当处理水流量为0.091m3/h,停留时间为22min,活性炭填充量为12kg时,连续实验190h,COD去除率可达63%,与小试结果基本一致。实验过程前80h处理效果较好,随着时间延长,活性炭吸附容量逐渐接近饱和,COD去除率逐渐降低。
实验结果表明,对于株冶废水中和处理出水COD的去除,采用活性炭吸附法是可行的。目前还需进一步研究并优化技术参数,以实现工程化应用。