本發(fā)明涉及水污染控制領域，特別涉及一種提高焦化廢水可生化性的方法。
（二）
背景技術：
焦化廢水是煤在高溫干餾得到焦炭和煤氣凈化、副產(chǎn)品回收與精制過程中產(chǎn)生的工業(yè)有機廢水。焦化廢水含有較高濃度的氨氮和氰、硫氰根、氟化物等無機污染物，還含有微生物難以降解的酚、油、胺、萘、吡啶、喹啉、蒽等雜環(huán)及多環(huán)芳香族化合物(PAHs)。焦化廢水污染物濃度高、組分復雜、毒性大、可生化性較差（BOD5/COD一般不超過0.3），COD濃度在3000-5000mg·L-1，氨氮濃度在200-500mg·L-1。
目前，焦化廢水處理普遍采用“預處理+生物處理+深度處理”聯(lián)合處理工藝，預處理通常選擇混凝沉淀、氣浮、油分離、氨分離等工藝，去除焦化廢水中的懸浮物、油分、硫化物、氨氮等，降低生物處理污染負荷、提高生物處理效果。但是在工程應用中，這些常規(guī)預處理工藝方法不能很好的達到降低焦化廢水COD、提高可生化等預處理效果，超聲輻照、Fenton、臭氧、光催化氧化等高級氧化技術和微電解、電化學氧化還原等電催化技術相繼用于焦化廢水的預處理，通過氧化作用將有機污染物直接氧化、把難被微生物降解的大分子物質氧化為低毒或者無毒的小分子物質，提高焦化廢水的可生化性。
為改善焦化廢水可生化性、提高生化處理效率、降低深度處理難度、保證廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行和處理效果、滿足回收利用水質要求，開發(fā)用于焦化廢水預處理的新技術方法具有重要的理論和實用價值。
（三）
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種操作條件溫和、對后續(xù)處理影響小，減少固體廢物排放的提高焦化廢水可生化性的方法。
本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的：
一種提高焦化廢水可生化性的方法，以經(jīng)初步處理的焦化廢水為處理對象，包括如下步驟：
（1）配置包括陽極極板、陰極極板和位于陰極與陽極間的粒子電極、光催化劑、Fenton催化劑及電解質的三維電極反應器；
（2）將焦化廢水用酸調節(jié)pH值為3-4后，引入三維電極反應器處理，通過對所述廢水進行電化學氧化以及光催化氧化、Fenton氧化等高級氧化，分解所述焦化廢水中的難降解有機污染物，增強所述焦化廢水的可生化性，提高所述焦化廢水的BOD5/COD的比(B/C比)；
（3）將處理后的焦化廢水用堿調節(jié)pH值為7-8后靜置處理；
（4）將經(jīng)過靜置后得到的上清液排入后續(xù)生化處理裝置。
高級氧化技術與電催化技術相結合處理難降解有機廢水，具有明顯的協(xié)同增效作用，能夠顯著提高處理效果；電化學氧化還原技術屬于傳統(tǒng)的二維電極廢水處理技術，廣泛用于廢水處理。但存在體面較小、電流效率低、處理效果不理想等不足；電Fenton方法是通過電化學方法中的犧牲陽極產(chǎn)生Fe3+或Fe2+離子，同時水中的氧生成H2O2，構成Fenton試劑；或者促進外加的Fe3+/Fe2+循環(huán)及H2O2轉化為羥基自由基，提高有機污染物的降解效率；為進一步提高有機物污染物的降解效率，在電Fenton的體系中引入光照(可見光、紫外光等) 協(xié)同降解有機物污染物，形成光電Fenton方法，即光電協(xié)同作用下的Fenton方法；三維電極是在電極極板間加入粒子電極構成第三電極，使反應器的電流效率、比表面積、和傳質效率明顯改善，從而提高了難降解有機污染物降解效率。
為克服單一高級氧化技術或者電催化技術處理焦化廢水效率低的不足，提高焦化廢水預處理效果、改善焦化廢水可生化性，本發(fā)明向電化學氧化還原二維電極廢水處理器中添加粒子電極、光催化劑和Fenton催化劑，在光照條件下，形成三維粒子電極協(xié)同光電Fenton法用于預處理焦化廢水。
本發(fā)明的更優(yōu)技術方案為：
所述焦化廢水為煤焦化工業(yè)或煤制氣工業(yè)的生產(chǎn)廢水，其來源沒有特別的限定；初步處理為重力除油、氣浮、脫酚、脫酸和蒸氨中的一種或多種處理。
步驟（1）中，陽極極板和陰極極板均為石墨電極，粒子電極為負載金屬離子的焦粉，光催化劑為TiO2， Fenton催化劑為可溶性亞鐵鹽，電解質為可溶性無機鹽。
步驟（1）中，陽極極板和陰極極板垂直插入焦化廢水中且兩面平行，極板間距為2-10cm，陽極羈絆和陰極極板的面積均為30-150cm2，電流密度為10-100mA/cm2。
步驟（2）中，三維電極反應器的運行溫度為5-50℃，處理時間為5-30min，三維電極反應器上方1-5cm處設置有功率為100-1000W的高壓汞燈。
步驟（2）中，三維電極反應器中，焦化廢水的電導率＜1mS/cm 時，加入可溶性無機鹽進行調節(jié)，使電導率≥1mS/cm。
所述粒子電極為處于懸浮狀態(tài)的負載金屬離子的焦粉，用量誒焦化廢水重量的0.5-5%，焦粉粒徑為0.5-2mm，經(jīng)預處理后用負載金屬離子溶液浸泡，再經(jīng)高溫煅燒而成。
所述光催化劑為納米級二氧化鈦，用量為焦化廢水重量的0.01-0.1%。
所述Fenton催化劑的用量為焦化廢水重量的0.1-1.5%。
本發(fā)明在常規(guī)二維電極廢水處理器的兩極間加入粒子電極、光催化劑和Fenton催化劑，同時用高壓汞燈照射，形成三維粒子電極協(xié)同光電Fenton法，用于提高焦化廢水的可生化性。本發(fā)明的特點在于將三維粒子電極、光催化和Fenton試劑聯(lián)合應用于焦化廢水處理，通過電化學氧化、光催化氧化和Fenton氧化等高級氧化協(xié)同作用，分解所述焦化廢水中的難降解有機污染物，增強所述焦化廢水的可生化性，提高所述焦化廢水的BOD5/COD的比(B/C比)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
（1）將三維粒子電極、光催化和Fenton試劑水處理方法聯(lián)合應用于焦化廢水處理；
（2）通過電化學氧化、光催化氧化和Fenton氧化等高級氧化間的協(xié)同增效作用，分解焦化廢水中的難降解有機污染物，提高焦化廢水的可生化性；
（3）通過電化學作用、光催化作用產(chǎn)生過氧化氫，在Fe2+存在的情況下迅速生成具有強氧化作用的羥基自由基；
（4）實現(xiàn)了廢焦粉的資源化利用，減少了焦化生產(chǎn)固體廢物排放；
（5）操作條件溫和，對后續(xù)生化處理影響小，易于與生化處理工藝銜接。
（四）附圖說明
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1為本發(fā)明的反應裝置結構示意圖。
圖中，1電源，2三維電極反應器，3陽極極板，4陰極極板，5粒子電極，6光催化劑，7進水口，8出水口，9高壓汞燈。
（五）具體實施方式
通過具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
在以下的實施方式中，如圖1 所示的，將焦化廢水從進水口7送入到三維電極反應器2中，該三維電極反應器2置于高壓汞燈9照射下，當電源1為陽極極板3和陰極極板4提供電壓的時候，在粒子電極5、光催化劑6的協(xié)同作用下焦化廢水中的有機污染物被降解，處理結束后，從出水口8排出三維電極反應器2。
實施例1：
本實施例用于說明本發(fā)明的提高焦化廢水可生化性的方法。
將適量所述經(jīng)重力除油和氣浮等處理過的焦化廢水加入到配置好的三維電極反應器中，所述陽極極板和陰極極板面積均為30cm2，極板間距2cm，電流密度為10mA/cm2，粒子電極(負載Fe2+的粒徑為0.5mm焦粉)用量為焦化廢水總重量的0.5%，光催化劑(納米級二氧化鈦)用量為焦化廢水總重量的0.01%，F(xiàn)enton催化劑(硫酸亞鐵)用量為焦化廢水總重量的0.1%，用硫酸鈉調節(jié)焦化廢水的電導率≥1mS/cm，高壓汞燈(功率為100W)置于反應器上方1cm， 運行溫度控制在20℃，時間為10min，其出水的COD和BOD5如表1所示。
實施例2：
本實施例用于說明本發(fā)明的提高焦化廢水可生化性的方法。
將適量所述經(jīng)重力除油和氣浮等處理過的焦化廢水加入到配置好的三維電極反應器中，所述陽極極板和陰極極板面積均為150cm2，極板間距10cm，電流密度為100mA/cm2，粒子電極(負載Mn2+的粒徑為1mm焦粉)用量為焦化廢水總重量的5%，光催化劑(納米級二氧化鈦)用量為焦化廢水總重量的0.1%，F(xiàn)enton催化劑(硫酸亞鐵)用量為焦化廢水總重量的1.5%，用硫酸鈉調節(jié)焦化廢水的電導率≥1mS/cm，高壓汞燈(功率為1000W)置于反應器上方5cm， 運行溫度控制在10℃，時間為5min，其出水的COD和BOD5如表1所示。
實施例3：
本實施例用于說明本發(fā)明的提高焦化廢水可生化性的方法。
將適量所述經(jīng)重力除油和氣浮等處理過的焦化廢水加入到配置好的三維電極反應器中，所述陽極極板和陰極極板面積均為50cm2，極板間距5cm，電流密度為30mA/cm2，粒子電極(負載Zn2+的粒徑為2mm焦粉)用量為焦化廢水總重量的2%，光催化劑(納米級二氧化鈦)用量為焦化廢水總重量的0.05%，F(xiàn)enton催化劑(氯化亞鐵)用量為焦化廢水總重量的0.5%，用硫酸鈉調節(jié)焦化廢水的電導率≥1mS/cm，高壓汞燈(功率為500W)置于反應器上方3cm， 運行溫度控制在35℃，時間為30min，其出水的COD和BOD5如表1所示。
實施例4：
本實施例用于說明本發(fā)明的提高焦化廢水可生化性的方法。
將適量所述經(jīng)重力除油和氣浮等處理過的焦化廢水加入到配置好的三維電極反應器中，所述陽極極板和陰極極板面積均為150cm2，極板間距10cm，電流密度為100mA/cm2，粒子電極(負載Fe2+的粒徑為1mm焦粉)用量為焦化廢水總重量的5%，光催化劑(納米級二氧化鈦)用量為焦化廢水總重量的0.1%，F(xiàn)enton催化劑(硫酸亞鐵)用量為焦化廢水總重量的1.5%，用硫酸鈉調節(jié)焦化廢水的電導率≥1mS/cm，高壓汞燈(功率為1000W)置于反應器上方5cm， 運行溫度控制在10℃，時間為5min，其出水的COD和BOD5如表1所示。
實施例5：
本實施例用于說明本發(fā)明的提高焦化廢水可生化性的方法。
將適量所述經(jīng)重力除油和氣浮等處理過的焦化廢水加入到配置好的三維電極反應器中，所述陽極極板和陰極極板面積均為50cm2，極板間距5cm，電流密度為30mA/cm2，粒子電極(負載Fe2+的粒徑為0.5mm焦粉)用量為焦化廢水總重量的2%，光催化劑(納米級二氧化鈦)用量為焦化廢水總重量的0.05%，F(xiàn)enton催化劑(硫酸亞鐵)用量為焦化廢水總重量的0.5%，用硫酸鈉調節(jié)焦化廢水的電導率≥1mS/cm，高壓汞燈(功率為500W)置于反應器上方3cm， 運行溫度控制在35℃，時間為30min，其出水的COD和BOD5如表1所示。
對比例1：
根據(jù)實施例1所述的方法，所不同的是，未用高壓汞燈照射反應器，其出水的COD和BOD5如表1所示。
對比例2：
根據(jù)實施例1所述的方法，所不同的是，未向反應器中添加粒子電極，其出水的COD和BOD5如表1所示。
對比例3：
根據(jù)實施例1所述的方法，所不同的是，未給反應器電極極板通電，其出水的COD和BOD5如表1所示。
以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。
以上內(nèi)容具體描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方案中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的原理范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行各種修改，這些修改均屬于本發(fā)明的保護范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方案中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實施方案之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的技術思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。