焦化廢水成分復(fù)雜，且含有許多難以生物降解的芳香族有機(jī)物、雜環(huán)及多環(huán)化合物。對(duì)目前冶金企業(yè)的統(tǒng)計(jì)來看，焦化廢水生化處理對(duì)于揮發(fā)酚及氰化物去除率較高，而對(duì)COD的去除率一般只能在80%以下，常常不能達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。為了探討焦化廢水處理的新途徑，本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了活性炭直接處理焦化廢水的研究，重點(diǎn)研究了活性炭粉末性狀和處理工藝對(duì)焦化廢水處理效果的影響。

    試驗(yàn)方法：

    將1000mL蒸氨后焦化廢水置于不銹鋼筒式反應(yīng)器中，再加入一定量的粉末活性炭，開動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，用流量計(jì)調(diào)節(jié)到所要求的進(jìn)風(fēng)量，進(jìn)行曝氣。在曝氣的條件下，粉末活性炭和焦化廢水充分混合，發(fā)生吸附反應(yīng)。一定時(shí)間后，通過不銹鋼筒式中間沉淀罐與不銹鋼砂濾罐將粉末活性炭和處理后水分離，并對(duì)出水進(jìn)行分析和測(cè)定。

    實(shí)驗(yàn)分析：

    粉末活性炭與柱狀活性炭吸附效果比較：

    活性炭投加量為20g，焦化廢水量為1000mL，當(dāng)曝氣時(shí)間為5，15，30，60min時(shí)，粉末活性炭和柱狀活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除率分別是89.1%、91.2%、91.7%、92.2%和72.5%、75.5%、75.5%、77%，前者比后者平均高18%左右，見圖2。由此可見，粉末活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除效率遠(yuǎn)高于柱狀活性炭。

    粉末活性炭去除焦化廢水COD試驗(yàn)：

    1.曝氣對(duì)COD去除率的影響

    本研究就曝氣對(duì)粉末活性炭去除焦化廢水COD的影響進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)采用粒徑為0.074mm的粉末活性炭對(duì)1000mL的焦化廢水分別在不曝氣(直接將粉末活性炭投入焦化廢水中任其自然沉降)與曝氣的條件下處理，在處理5，15，30，60min進(jìn)行取樣分析，結(jié)果如圖3所示。在曝氣與不曝氣的條件下，粉末活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除率分別為89.1%、91.2%、91.7%、92.2%和80.2%、80.1%、80.1%、81.6%。在其他條件相同的情況下，粉末活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除率在曝氣的條件下較不曝氣可以提高將近10%。究其原因是，不曝氣時(shí)粉末活性炭在短時(shí)間內(nèi)就自然沉降到反應(yīng)器底部，粉末活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)和孔表面沒有很好地利用，不能充分地接觸吸附質(zhì)，而在曝氣攪拌的作用下，粉末活性炭與吸附質(zhì)的接觸幾率大大地增加，因而提高了粉末活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除效率。

    2.粉末活性炭粒徑對(duì)COD去除率的影響

    試驗(yàn)結(jié)果已表明，粉末活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除率比柱狀活性炭高，所以本研究進(jìn)一步探討了活性炭粒徑大小對(duì)粉末活性炭出去焦化廢水COD的影響。試驗(yàn)采用20g粒徑分別為0.074，0.09和0.3mm的粉末活性炭，在曝氣條件下分別處理1000mL焦化廢水，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

    從圖4可以看出，粉末活性炭對(duì)COD的去除與粒徑有關(guān)，粒徑為0.09mm的粉末活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除率最高，在97.6%～98.5%，粒徑為0.3mm的最低，在82.1%～84.5%，粒徑為0.074mm的居中，在89.1%～92.2%。由上述試驗(yàn)結(jié)果可見，粒徑不是越大越好也不是越小越好。這是因?yàn)楫?dāng)粉末活性炭粒徑太小時(shí)，活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)可能被破壞，吸附率降低;而粒徑太大時(shí)，活性炭孔隙通道太長，吸附質(zhì)在一定時(shí)間內(nèi)難以完全深入其中，活性炭孔隙不能得到充分的利用，因而對(duì)焦化廢水COD的去除率也不高。柱狀活性炭對(duì)焦化廢水COD的去除率不如粉末活性炭高的原因也就在于此。

    3.粉末活性炭投加量對(duì)COD去除率的影響

    試驗(yàn)分別采用5，10，15，20g粒徑為0.074mm的粉末活性炭在曝氣條件下處理1000mL焦化廢水，在處理5，15，30min時(shí)分別取樣，結(jié)果如圖5所示。

    從圖5可以看出，隨著粉末活性炭投加量的增加，焦化廢水COD的去除率逐漸提高。當(dāng)粉末活性炭投加量分別為5，10，15，20g時(shí)，在處理5min后，COD即可分別降到99.6，83.66，67.73，49.92mg/L，均達(dá)到工業(yè)用水國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，采用適當(dāng)?shù)幕钚蕴客都恿?，使焦化廢水COD達(dá)標(biāo)排放即可。

    實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

    a)粉末活性炭較柱狀活性炭對(duì)焦化廢水COD去除效果好;同時(shí)，粉末活性炭的顆粒不是越小越好，有一個(gè)最佳的尺寸范圍。

    b)在曝氣的攪拌作用下，粉末活性炭對(duì)焦化廢COD的去除效率較不曝氣條件下明顯提高。

    c)粉末活性炭的投加量對(duì)焦化廢水COD的去除效果也有明顯的影響。隨著活性炭投加量的增加，COD的去除率也明顯提高，但從經(jīng)濟(jì)角度考慮，不宜采用過高的投加量，以降低成本。