摘要：针对焦炉煤气酚氰废水处理问题，通过优化工艺，采用Fenton反应、絮凝沉淀及等离子体高级氧化技术进行预处理，再经过电化学催化氧化深度处理方法，达到处理工业酚氰废水的目的。通过实际应用，结果表明，选择最佳的电化学催化氧化时间2.0 h，可以有效处理高浓度污染物，使液体达到国家排放标准。

　　关键词：电化学氧化工艺；酚氰废水；等离子体氧化技术

　　0引言

　　在净化焦炉煤气的时候，回收了如苯、焦油等一系列的化工产品之后，还会产生大量的工业废水。目前，化工企业每天都会产生大量的含复杂污染物的工业废水，这些污染物很难处理，同时还严重破坏了周围的环境。高分子有机物是这些污染物中分子较大的污染物，存留时间久，而且处理难度大。如果采用先把其中的有益成分排除，再进行燃烧处理的方法，会产生新的污染。目前高分子有机物处理难度很大，若处理不好会产生其他新的污染，给环境带来了严重的灾害。

　　废水中含有的污染物浓度很高，包括挥发酚、氨氮以及氰化物、硫化物等，以酚、氰污染物作为特征的，就叫酚氰废水。酚氰废水是一种非常难处理的冶金和焦化行业的废水，它的污染物浓度高、而且水质范围波动幅度大。如何有效地处理该废水，对焦化企业的可持续性发展以及周边的环境保护有非常大的影响。因此，本文主要通过电化学氧化工艺处理废水，使其达到国家排放标准。

　　1电化学氧化法

　　电化学氧化法是给不与电解液发生反应的阳极施加电压，使其产生空穴或活性物质，从而氧化电解液中的大分子有机物，将其分解成CO2和H2O等小分子物质。这种方法在常温常压下即可实现，不需要另外添加氧化还原剂，从而不会产生新的污染；反应条件很温和，抵抗冲击负荷作用的能力也很强；设备比较简单，操作维护的成本不高，占地小，方便实现自动化；能够同时处理多种污染物，高级氧化的同时，有物理方法处理的效果，大分子降解为CO2和H2O等小分子物质。提高降解难度高的废水的可生化性，方便废水下一步的处理。

　　2材料与方法

　　2.1酚氰废水多级处理

　　由于酚氰废水污染物有可生化性差、浓度高、水质波动大等特点，只有通过多级处理，才能逐步实现有效地去除废水中的酚氰污染物。各级的处理结构要求的承载能力比较小，原因是能够让大量废水留存一定的时间和留存足够的处理能力，除此之外，在进出水表现不正常的时候，要充分具备抗冲击的能力。

　　经过一系列的预处理，再进一步进行电化学催化氧化处理，达到工业废水中处理高浓度污染物的设备维护简单的目的，优化了工艺，使被处理后的出水能够达到国家排放标准。

　　2.2试验装置

　　酚氰废水处理工艺流程图如图1所示。

　　等离子体处理装置组成：供给处理装置的电压为220 V，单位时间内设备向外界提供的能量为102 W。自己制作的小型制氧机，氧气输出的速率为8L/min，单位体积的混合气体中，氧气的体积分数是92%；CW-1002电晕处理机长时间正常工作时的最佳电压为220 V，设备在单位时间内电路原件上能量的最大变化量为2 kW;自制的等离子体发生装置中，输入氧气，打开高压开关电源，在电晕处理机产生了等离子体，用这种方式能够有效处理水样中的污染物。

　　电化学催化氧化处理装置：GJW－F电流方向保持不变，长时间工作输出功率的最大值为24 kW；有机玻璃板自制电解槽,槽内放置4块电极，阴阳电极各2块，要求阴阳电极交替放置，电极板间距为40~70 mm。

　　2.3试验水质

　　蒸氨废水4 L，原水水质指标如表1所示。

　　2.4试验方法

　　2.4.1 Fenton反应

　　为了模拟实际蒸氨废水的温度，分别在4个烧杯中，倒入相同量的蒸氨废水，各1 L，再把4个烧杯放入到六联动电热套中，一起加热到65℃。然后把4个烧杯的液体混合到一个5 L的大烧杯内，再加入4mL浓H2SO4，使其pH值达到2.5左右，继续加入约5 g FeSO4和约80 mL H2O2，用50 r/min的转速搅拌1 min,再放置2.5 h，让反应物充分反应。

　　2.4.2絮凝沉淀

　　用CaO配制成200 g/L的乳浊液，再用NaOH配置成200 g/L的溶液，在两种液体中各加入40 mL的Fenton试剂，溶液又变成了碱性。pH值达到10.8左右。再配置3 g/L的PAM溶液和50 g/L的PAC溶液，然后用联动磁力搅拌机搅拌。溶液变成碱性后，先倒入50 mL PAC溶液，再倒入30 mL PAM溶液，等到很大的絮状物出现时，停止搅拌，放置30 min，用滤网过滤，取出3.8 L等待下一步操作。

　　2.4.3等离子体氧化技术

　　自制的等离子体发生器协同制氧机，在电晕处理机设置为0.25 kVA的条件下，产生了大量的等离子体，把这些等离子体导入3.8 L滤液中20 min，然后再静置10 min，等待反应的充分发生。

　　2.4.4电化学催化氧化

　　将上一步处理后的溶液进行电化学催化氧化反应，将反应槽直流电源设置为电流保持不变的状态，电压为12 V，电流为4 A，加入76 mL催化剂NaClO发生反应，2 h后测试处理后的水样。

　　3电化学催化氧化时间对CODCr和NH3-N去除效果的影响

　　电化学催化氧化是利用活性基团，如超氧自由基等，氧化了溶液中的有机物。这些活性基团是在电极和催化剂作用下产生的。因此，电化学催化氧化的反应时间对于污染物的有效处理至关重要。分别研究电化学催化氧化反应的时间为1.0、1.5、2.0 h时的工业废水处理效果，结果如图2所示。

　　在输出电压值固定，输出电流大小恒定不变的状态下，当加入的催化剂NaClO溶液达到了溶液体积的2.0%后，随着溶液中反应的不断进行，污染物的量缓慢下降。此外，在前期处理中，NH3-N的量基本没有下降，但是经过电化学催化氧化处理后，废水中的NH3-N和总氮在催化剂的作用下，浓度大大降低。当深度处理的时间为2.0 h时，NH3-N、CODCr及总氮的质量浓度降低很多，这样的结果使得污染物被有效处理，同时，达到了国家废水排放的标准。经过研究工艺中的能量消耗和处理结果，选择电化学催化氧化时间为2.0 h，能够对废水中的污染物进行有效处理。

　　4结果分析

　　由表2可知，经过一系列的预处理和深度处理的高效联合处理后，焦化酚氰废水中苯并芘、总氰化物、挥发酚的量都得到了有效的处理，大幅度低于国家排放标准的要求。

　　5结论

　　1）经过Fenton反应、絮凝沉淀及等离子体高级氧化技术预处理，再经过电化学催化氧化深度处理，达到了有效降低污染物浓度和设备维护简单的目的，处理后废水达到了国家的排放标准。

　　2）酚氰废水中的CODCr、NH3-N及总氮经过电化学催化氧化反应的深度处理之后，浓度大大降低。因此，优先选择电化学催化氧化时间为2.0 h，可以有效处理酚氰废水中的污染物。

　　3）本文介绍的优选工艺运用广泛，处理装置简单，维护也简单，对于处理工业废水等方面至关重要。但是，目前仍有一些问题急需解决，比如治理污染物的费用、大规模的推广和污染物毒性的副作用等。除此之外，利用太阳能催化化学反应过程，再结合已有的电化学氧化过程，能够大幅度解决费用高的问题，提高了工业废水的治理速度，也是今后电化学氧化技术发展的必要方向。

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