因此，焦化廢水處理已引起學(xué)者關(guān)注。在以往工藝中，焦化廢水一般按常規(guī)方法先預(yù)處理，然后進(jìn)行活性污泥生化二級(jí)處理，目前國內(nèi)焦化廢水處理大多采用厭氧/好氧工藝法(A/O)、厭氧/缺氧/好氧工藝法(A2/O)。焦化廢水經(jīng)以上處理后，對(duì)外排放的廢水中氰化物、COD及氨氮等指標(biāo)仍不符合排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，GB16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了企業(yè)水污染物排放濃度限值，其中pH值直接排放限值為6～9、化學(xué)需氧量(CODcr)直接排放限值為80mg/L。因此，須對(duì)上述步驟后的廢水進(jìn)一步深度處理。彭?xiàng)鞯炔捎贸粞酰钚蕴抗に噷?duì)焦化廢水生化出水進(jìn)行深度處理試驗(yàn)，結(jié)果表明：臭氧－活性炭工藝對(duì)焦化廢水生化出水具有良好的深度處理效果。劉純瑋等利用原煤經(jīng)特殊的炭化水蒸氣活化工藝制備了活性炭用于焦化廢水處理，取得了較好的處理效果。雖然活性炭對(duì)生化出水有較好的處理效果，但價(jià)格較貴，再生復(fù)雜。焦化過程所產(chǎn)生的焦粉顆粒小，具有一定的孔隙結(jié)構(gòu)和類似活性炭的理化性質(zhì)，且取料方便，吸附后的焦粉可不再生直接用于燒結(jié)生產(chǎn)。因此，以焦粉代替活性炭吸附焦化廢水，對(duì)焦化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。陳鵬等、張洪恩等利用焦化廠干熄焦焦粉對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，但僅進(jìn)行了單因素試驗(yàn)，考察了焦粉用量、焦粉粒徑、廢水pH值等因素對(duì)廢水處理效果的影響。本文采用焦粉吸附作為深度處理焦化廢水的后續(xù)處理工藝，通過單因素試驗(yàn)和正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)優(yōu)化，對(duì)焦化廢水中COD和色度去除率進(jìn)行研究，以期實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)。

其中，直接排放COD限值從1992年標(biāo)準(zhǔn)中的100mg/L降低到80mg/L，色度從40倍提升到了50倍(放寬要求)。因此，紡織染整工業(yè)企業(yè)必須采用更為有效的處理工藝，或者對(duì)現(xiàn)有污水處理工程進(jìn)行提標(biāo)改造。這種現(xiàn)有工程的改造升級(jí)首先必須考慮備選工藝方法的實(shí)際可行性，如場(chǎng)地、成本、技術(shù)難度等。吸附法是十分有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)方法，其占地小、技術(shù)原理簡(jiǎn)單、工藝操作性強(qiáng)，只是常用吸附材料(如AC)的成本太高，不適于大規(guī)模工業(yè)廢水處理應(yīng)用。針對(duì)紡織染整廢水處理工程需要提標(biāo)改造、AC吸附成本太高等問題，研究利用低成本吸附材料處理染整廢水具有十分重要的意義。

目前，水處理常用的吸附劑是AC，與之相比，ACoke的優(yōu)勢(shì)在于原料來源廣、生產(chǎn)成本低(僅為AC的30%～50%)、綜合強(qiáng)度高，特點(diǎn)是較大的比表面積和發(fā)達(dá)的中孔結(jié)構(gòu)。ACoke常應(yīng)用于各種煙氣的脫硫脫硝，ACoke煙氣凈化技術(shù)已在國內(nèi)外有許多成功的工程案例。在水處理領(lǐng)域，ACoke優(yōu)異的吸附性能也逐漸引起了各國學(xué)者廣泛的關(guān)注和研究。

因此，本論文選用ACoke作為吸附材料，對(duì)染整廢水進(jìn)行深度處理。在本文中，選擇了多種原材料的ACoke，研究投加量、吸附時(shí)間、pH值等因素對(duì)處理效果的影響，以COD去除率為評(píng)判指標(biāo)篩選出吸附性能為優(yōu)異的ACoke，并對(duì)其吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線進(jìn)行了研究。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1．1 吸附材料和實(shí)驗(yàn)水樣

ACoke購買于寧夏某活性炭有限公司，不同原材料ACoke共計(jì)5種，材料基本參數(shù)見表1。AC選擇水處理專用AC，其平均粒徑為3mm，碘吸附值在1000mg/g左右，與ACoke為同一廠家生產(chǎn)。吸附材料在使用前需用蒸餾水洗至pH值不再變化，并將其在105℃烘干至恒重，然后置于干燥器中備用。

本研究的染整廢水為江蘇省某紡織染整企業(yè)染整廢水處理工程的二沉池出水，初始CODCr范圍110～145mg/L，色度范圍120～135倍，pH值6～8，隨后的吸附實(shí)驗(yàn)均為這種廢水。

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

1．2．1 ACoke篩選的實(shí)驗(yàn)方法

分別量取100mL的染整廢水于250mL錐形瓶中，依次加入一定量的ACoke，置于25℃水浴恒溫振蕩器中振蕩一定時(shí)間，結(jié)束后過濾水樣，測(cè)定其CODCr(CODCr的濃度采用微波消解法測(cè)定，具體步驟參考但德忠等人所述)，計(jì)算去除率。

1．2．2 ACoke吸附動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法

在一系列250mL錐形瓶中，分別加入0．300g的AC和ACoke，再依次加入100mL原水水樣，置于水浴恒溫振蕩器中，水溫25℃。間隔不同時(shí)間取出一個(gè)錐形瓶，過濾水樣并測(cè)定反應(yīng)后水樣的CODCr濃度。再按下式1－1計(jì)算吸附劑的吸附量，繪制吸附劑的COD吸附量和吸附時(shí)間之間的關(guān)系曲線，繼而研究?jī)煞N材料的吸附動(dòng)力學(xué)。

1．2．3 ACoke吸附等溫線的實(shí)驗(yàn)方法

在一系列250mL錐形瓶中，加入100mL原廢水，再分別加入不同質(zhì)量的AC和ACoke，置于水浴恒溫振蕩器中，在一定水浴溫度下振蕩至反應(yīng)平衡，取出錐形瓶過濾水樣，并測(cè)定反應(yīng)后水樣的CODCr濃度，按照式1－1計(jì)算得到吸附劑的吸附量。然后繪制水樣平衡CODCr濃度和吸附劑吸附量之間的關(guān)系曲線，即AC和ACoke對(duì)廢水COD的吸附等溫線。改變水浴溫度重復(fù)上述步驟，進(jìn)一步探討溫度對(duì)吸附等溫線的影響。

2、結(jié)果與討論

2．1 ACoke的篩選

表2是ACoke在投加量為20g/L、吸附時(shí)間60min條件下的篩選結(jié)果。

從表2可以看出:#4ACoke對(duì)廢水CODCr的去除率顯著高于其他四種ACoke。因此，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中使用#4ACoke作為實(shí)驗(yàn)材料。

2．2 ACoke的動(dòng)力學(xué)

圖1為ACoke和AC吸附處理染整廢水時(shí)，時(shí)間與CODCr吸附量的變化關(guān)系曲線圖，由圖1可以看出，在廢水水質(zhì)、反應(yīng)溫度等條件均相同的條件下，兩種材料平衡吸附量基本相等，ACoke稍大。但兩者的吸附速率表現(xiàn)出顯著差異，反應(yīng)初期的吸附速率基本相當(dāng)，但在20～80min時(shí)間內(nèi)，AC對(duì)廢水COD的吸附速率比ACoke更快一些，之后趨于平緩，在135min之后，其吸附量qt變化很小，基本不再增加，所以AC吸附染整廢水COD的平衡時(shí)間確定為145min。ACoke的吸附速率變化趨勢(shì)更為緩慢，在195min后其吸附量qt基本趨于穩(wěn)定，因此ACoke吸附染整廢水COD的平衡時(shí)間定為195min。