活性炭吸附處理陶瓷廠煤氣化廢水

　　陶瓷廠煤氣化生產(chǎn)過(guò)程廢水中含有有機(jī)物質(zhì)，如酚類化合物，將這種廢水直接排放到地下水和地表水中會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境影響。因此，從陶瓷廠廢水中去除苯酚對(duì)于保護(hù)天然水資源至關(guān)重要。工業(yè)上需要一種快速、可靠且簡(jiǎn)單的陶瓷廠廢水處理方法，所以本次采用活性炭來(lái)進(jìn)行物理吸附處理。

　　陶瓷廠生產(chǎn)流程中的煤氣化廢水

　　陶瓷工業(yè)正在對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的空氣和水污染。為了處理從陶廠煤氣發(fā)生爐中獲得的廢水，在陶瓷廠的出口引入了兩個(gè)冷凝器，采用靜電除塵器洗滌工藝，將氣態(tài)廢物轉(zhuǎn)化為液態(tài)廢物。在洗滌過(guò)程中，首先，氣體通過(guò)初級(jí)冷凝器，在那里設(shè)定溫度以冷凝氣體中的水分。初級(jí)冷凝器的出口是廢水。此外，發(fā)生爐煤氣被送到靜電除塵器，在那里吸附焦油，然后氣體通過(guò)二級(jí)冷凝器以去除剩余的水分。除去水分和焦油后，發(fā)生爐煤氣送入窯內(nèi)燃燒。初級(jí)冷凝器、靜電除塵器和二級(jí)冷凝器產(chǎn)生的廢水被收集在污水收集罐中，如圖1所示。

　　圖1：陶瓷廠煤氣化生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖。

　　廢水的預(yù)處理

　　使用不同類型的凝結(jié)劑來(lái)進(jìn)行預(yù)處理。在這個(gè)測(cè)試中，使用了四個(gè)容量為1000毫升的燒杯，每個(gè)燒杯中都裝有500毫升的煤氣化廢水。加入混凝劑后，按要求加入NaOH和硫酸，達(dá)到所需的pH值。廢水中的混凝過(guò)程在120rpm下進(jìn)行1分鐘，然后在20rpm下開(kāi)始絮凝20分鐘，這樣形成的絮狀物在混合過(guò)程中不會(huì)破裂。此外，廢水保持2小時(shí)以在其中沉淀顆粒。使用濁度計(jì)和TDS計(jì)測(cè)定顆粒沉降前后的濁度和總?cè)芙夤腆w(TDS)。發(fā)現(xiàn)AlCl3發(fā)現(xiàn)適用于使所有混凝劑中的濁度和總固體量最小化。另一方面，聚電解質(zhì)和明礬對(duì)顆粒的沉降也有令人滿意的效果，但廢水變得粘稠，與AlCl3相比沉降時(shí)間更長(zhǎng)。因此，它不能用于進(jìn)一步的處理過(guò)程。

　　活性炭吸附法去除苯酚的敏感性分析

　　使用田口法進(jìn)行敏感性分析以設(shè)計(jì)苯酚去除實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)時(shí)間、溫度和L/S三個(gè)參數(shù)對(duì)苯酚去除有顯著影響。因此，田口的L9正交陣列(OA)用于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，其中九個(gè)實(shí)驗(yàn)在三種不同的參數(shù)條件下進(jìn)行。但是，需要注意的是，為了檢驗(yàn)這三個(gè)參數(shù)對(duì)苯酚去除的影響，需要進(jìn)行27次實(shí)驗(yàn)組合，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。因此，如上所述，需要根據(jù)各種參數(shù)的特性確定苯酚去除的敏感性。最后得出數(shù)據(jù)時(shí)間30分鐘，溫度45℃，L/S5，在這些條件下活性炭可以從陶瓷廠煤氣化廢水中去除96%的苯酚。

　　田口法

　　田口法用于優(yōu)化參數(shù)，即時(shí)間、溫度和L/S，這些參數(shù)直接取決于苯酚的去除。選擇田口方法的選項(xiàng)越大越好。本研究的主要目的是活性炭從廢水中去除較多的苯酚，因此選擇了越大越好的選項(xiàng)。此外，采用添加劑模型來(lái)確定各個(gè)輸入?yún)��?shù)對(duì)去除苯酚濃度的影響。這種分析稱為因子效應(yīng)的確定，結(jié)果見(jiàn)圖2。

　　圖2：使用L9正交陣列對(duì)活性炭去除苯酚的敏感性分析，選擇越大越好。

　　使用活性炭吸附法從陶瓷廠煤氣化廢水中去除大量的苯酚。在此混凝-絮凝過(guò)程之前，使用2g/L劑量的AlCl3試劑在pH5下進(jìn)行優(yōu)化，以從廢水中去除總固體。因此，在該過(guò)程中去除了61%的總固體和3.19%的苯酚。此外，田口法的L9/OA用于通過(guò)改變時(shí)間、溫度和L/S以最少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)設(shè)計(jì)吸附方法。根據(jù)田口的預(yù)測(cè)，當(dāng)相互作用時(shí)間為30分鐘和溫度45℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)在L/S5時(shí)可以去除96%的苯酚。該研究為高效去除苯酚提供了優(yōu)化參數(shù)，可有效應(yīng)用于陶瓷行業(yè)。

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