煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及化學(xué)產(chǎn)品的過程，主要分為煤炭焦化、煤氣化、煤氣化合成氨、煤氣化合成其他產(chǎn)品及直接液化等。煤化工企業(yè)用水量大，其排放的廢水主要來源于煤煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收精制等過程。該類廢水水量大，水質(zhì)復(fù)雜，以酚和氨為主，并且含有大量的聯(lián)苯、吡啶吲哚和喹啉等有毒污染物，毒性大，如不經(jīng)過合理處置排入水體會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。
目前主流的處理工藝主要是以活性污泥法為核心的三段法，包括物化預(yù)處理、生化處理和深度處理。活性污泥法具有技術(shù)成熟、運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是由于煤化工廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，長達(dá)數(shù)天的水力停留時間仍不能有效去除難降解有機(jī)污染物，且占地過大從而使投資成本增加。同時由于廢水水質(zhì)水量波動很大，容易對生化系統(tǒng)造成沖擊，破壞微生物群落結(jié)構(gòu)，從而造成出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
活性炭作為一種優(yōu)良的多孔炭質(zhì)材料，被廣泛地應(yīng)用于水質(zhì)凈化過程，活性炭吸附法處理技術(shù)已成為城市污水和工業(yè)廢水深度處理最有效的方法之一。但是由于活性炭生產(chǎn)成本高而大大限制了其使用范圍。褐煤的煤化程度低，水分高，熱值低，在工業(yè)用方面遠(yuǎn)不如其它煤種廣泛，是有待開發(fā)利用的煤炭資源。利用褐煤制備的活性炭比表面積相對較小，但一般中孔發(fā)達(dá)，具有良好的吸附性能。本實(shí)驗(yàn)采用褐煤活性炭作為吸附劑，研究其對煤化工廢水處理的性能。
實(shí)驗(yàn)部分
實(shí)驗(yàn)主要儀器和藥品
型搖床，上海蘇坤實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)；HACHODYSSEYDR/2500分光光度計(jì)，CODREACTOR（消解反應(yīng)器）均來自美國哈希（HACH）公司。
褐煤活性炭的物理性質(zhì)
褐煤活性炭由中國電力科學(xué)研究院電站輔機(jī)技術(shù)研究所（北京國電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司）研制生產(chǎn)。
依照IUPAC活性炭孔徑分類標(biāo)準(zhǔn)：大孔直徑>50nm；中孔直徑為2~50nm；微孔直徑<2nm。褐煤活性炭表面中孔發(fā)達(dá)，在活性炭的吸附過程中，對大分子有機(jī)物的吸附起到相當(dāng)大作用。
實(shí)驗(yàn)裝置及方法
實(shí)驗(yàn)所用的廢水取自某氣化廠，外觀呈深褐色，水質(zhì)組成復(fù)雜，水樣COD值為4500~5200mg/L，pH值為8.0~8.5。分別用靜態(tài)和動態(tài)實(shí)驗(yàn)來評價褐煤活性炭對煤化工廢水的處理性能。評價指標(biāo)為HACH重鉻酸鉀法COD。
測定方法
實(shí)驗(yàn)用HACHCOD測試管，量程(0-1500mg/L)，實(shí)驗(yàn)過程中取水樣（或稀釋水樣）2mL加入到HACHCOD測試管中，放入COD消解反應(yīng)器中消解2h。消解完成之后，冷卻至室溫用HACHODYSSEYDR/2500分光光度計(jì)進(jìn)行COD的測定。
靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
在室溫下，分別向5個250mL的錐形瓶中加入不同量的活性炭，然后向每個燒瓶中加入150mL原廢水，再將各錐形瓶分別放在搖床上振蕩1h，然后將各錐形瓶中廢水過濾，棄去最初20mL濾液，取樣測定原廢水和各濾液的COD濃度，計(jì)算不同活性炭用量下COD的去除率．
在室溫條件下，分別準(zhǔn)確稱取10g活性炭依次放入5個錐形瓶中，加入150mL原水，在搖床內(nèi)240r/min振蕩吸附。每隔一定時間取出一個錐形瓶，用漏斗過濾，棄去最初的20mL濾液，取樣測定COD的濃度變化。