蘭炭廢水是煤中低溫干餾及熄焦過程中產(chǎn)生的一種工業(yè)廢水，由于反應(yīng)體系溫度較低，產(chǎn)生的煤焦油和有機(jī)物未能全部被高溫氧化，大部分都進(jìn)入到廢水中，蘭炭廢水中污染物濃度非常高，約為焦化廢水濃度的10倍左右。蘭炭廢水中含有大量難降解、高濃度以及高毒性的污染物，其中大多數(shù)污染物具有毒性、致突變性和致癌性。目前，蘭炭廢水處理主要借鑒焦化廢水處理技術(shù)，該工藝包括預(yù)處理單元和深度處理單元兩部分，預(yù)處理單元主要是通過除油、脫酚和蒸氨等工藝來回收焦油、酚類和氨氮類產(chǎn)品，深度處理單元包括生化處理和活性炭吸附等工藝，將廢水中污染物濃度降低到低。由于立式爐煉焦工藝產(chǎn)生的煤焦油與水密度相近，油水分離較為困難，且廢水中含有大量抑制微生物生長(zhǎng)的有毒物質(zhì)，廢水可生化性較差，勉強(qiáng)生化處理后也很難達(dá)標(biāo)。通常，蘭炭廢水經(jīng)簡(jiǎn)單處理或者不處理，都直接被用于熄焦，實(shí)際上是將有毒物質(zhì)以氣體方式排入大氣。目前，我國(guó)規(guī)定熄焦蘭炭廢水必須達(dá)到鋼鐵工業(yè)廢水污染物排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，眾多小型蘭炭企業(yè)的生存面臨著巨大壓力。

本研究針對(duì)榆林市蘭炭廢水含酚濃度高的特點(diǎn)，添加甲醛與酚類物質(zhì)發(fā)生縮聚反應(yīng)生成酚醛樹脂，明顯降低廢水中污染物濃度，利用Fenton氧化反應(yīng)對(duì)蘭炭廢水處理，后對(duì)較低污染物濃度的蘭炭廢水進(jìn)行物理吸附，探討了影響各階段處理效果的各個(gè)因素，并對(duì)吸附行為進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。

1、試驗(yàn)部分

1.1 原料、試劑及儀器設(shè)備

蘭炭廢水取自榆林某蘭炭廠，主要水質(zhì)指標(biāo)為：揮發(fā)酚，3996mg/L；CODCr，31000mg/L；pH值，8.83。粉煤灰取自銀川某電廠，由石英、方鈣石及莫來石組成，主要化學(xué)組成（w/%）為：SiO2，55.21；A12O3，19.15；CaO，5.67；Fe2O3，3.65。無水硫酸銅和硫酸亞鐵銨，分析純，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；4-氨基安替比林，分析純，華東師范大學(xué)化工廠；甲醛，分析純，成都金山化學(xué)試劑有限公司；活性炭（顆粒），分析純，天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠。721可見分光光度計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司；PMSX3-2-13節(jié)能纖維電阻爐，龍口市電爐制造廠。

1.2 試驗(yàn)步驟

1.2.1 粉煤灰負(fù)載型催化劑的制備：將300g粉煤灰加入到125mL4mol/L的鹽酸中，攪拌30min，靜置2h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、研磨后可得改性粉煤灰。取200g改性粉煤灰，加入到500mL含有銅、亞鐵離子的溶液中(0.5mol/L硫酸銅和0.5mol/L硫酸亞鐵銨等體積混合)，攪拌30min，靜置4h，經(jīng)抽濾、洗滌、干燥，600℃焙燒2h，研磨后可得粉煤灰負(fù)載型催化劑。

1.2.2 蘭炭廢水的處理：取100mL蘭炭廢水置于三口燒瓶中，恒溫后加入一定體積的甲醛（體積分?jǐn)?shù)38%），持續(xù)不斷地?cái)嚢瑁扛粢欢螘r(shí)間，分析水樣中揮發(fā)酚的含量。取甲醛法處理后的蘭炭廢水濾液100mL，先加入一定體積的H2O2，加入1g粉煤灰負(fù)載型催化劑，持續(xù)攪拌，水樣經(jīng)微濾膜過濾后測(cè)量CODCr值。取100mL經(jīng)Fenton氧化處理后蘭炭廢水濾液，加入一定質(zhì)量的顆粒活性炭（經(jīng)去離子水多次洗滌、105℃干燥），持續(xù)攪拌，測(cè)量水樣中揮發(fā)酚濃度和CODCr值。

1.3 測(cè)試分析

采用4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定水樣中揮發(fā)酚濃度；利用美國(guó)哈希DR900多參數(shù)水質(zhì)分析儀測(cè)量水樣中CODCr值；利用德國(guó)Bruker公司TENSOR27型紅外光譜儀，采用KBr壓片法，在4000~400cm-1波數(shù)范圍內(nèi)掃描樣品；利用德國(guó)蔡司公司生產(chǎn)的SIGMA300場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行形貌分析及元素組成分析。