現(xiàn)階段我國(guó)焦化廠廢水的主要來(lái)源有煤炭在高溫裂解、煤氣凈化以及焦炭成形過(guò)程中的排水階段。焦化廢水作為一種典型的工業(yè)有機(jī)廢水，含有高濃度的氨、苯酚、氰化物、硫氰酸鹽和其他芳香烴，以及各種含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物，具有高有機(jī)負(fù)荷、成分復(fù)雜、強(qiáng)毒性等特點(diǎn)，其中大多數(shù)化合物被認(rèn)為對(duì)環(huán)境有害并且對(duì)人類(lèi)具有遺傳毒性風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)作為大的焦炭生產(chǎn)國(guó)，在處理焦化廢水的污染方面正面臨巨大挑戰(zhàn)。

目前焦化行業(yè)一般采用A/A/O/O工藝和SBR工藝進(jìn)行焦化污水的處理，但是這2種處理方式對(duì)焦化廢水的色度以及COD質(zhì)量濃度的處理并不理想。隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171—2012)的頒布以及環(huán)保要求的不斷提高，對(duì)于焦化廢水的處理不再局限于達(dá)到污水的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而是尋求經(jīng)濟(jì)大化和水資源回用技術(shù)，以提高焦化廠的水資源重復(fù)利用率。膜技術(shù)作為一種分離、提純、濃縮的新技術(shù)，以其工藝簡(jiǎn)單、能耗低、出水質(zhì)量好等特點(diǎn)在21世紀(jì)得到廣泛應(yīng)用，成為時(shí)下焦化廢水深度處理的研究熱點(diǎn)之一。Fenton法對(duì)高濃度有機(jī)廢水深度處理是目前焦化廠、印染廠、制藥廠等企業(yè)比較常用的處理方法。

筆者以湖北某焦化廠二沉池出水為研究對(duì)象，以聚醚砜為超濾膜的基料，將Fe3O4負(fù)載在超親水性、抗菌的無(wú)機(jī)材料納米TiO2上，從而制備出既親水又能降低焦化廢水化學(xué)需氧量的共混PES膜。通過(guò)控制無(wú)水氯化鐵、七水合硫酸亞鐵與TiO2的比例制備出TiO2－Fe3O4改性劑，并進(jìn)行平行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分析其對(duì)膜的孔隙率、接觸角、水通量、截留率的影響情況，從而確定適宜的改性劑添加量。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器

聚醚砜(PES)，N，N－二甲基乙酰胺(DMAC)；聚乙烯吡咯烷酮(PVPK－30)；二氧化鈦(TiO2)；七水合硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O)；無(wú)水三氯化鐵(FeCl3)；濃鹽酸；濃氨水；濃硫酸(98%H2SO4)；zhonggesuanjia(K2CrO7)；六水合硫酸亞鐵銨((NH4)2Fe(SO4)2?6H2O)；1，10－菲啰啉(一水合物)(C10H8N12?H2O)；硫酸銀(Ag2SO4)；硫酸汞(HgSO4)；過(guò)氧化氫(30%H2O2)。

X射線衍射(XPertPROMPD)；靜滴接觸角測(cè)量?jī)x(JC2000C1)；鼓風(fēng)干燥箱(DZF6050)；超聲波分散儀(CH－01BM)；通量測(cè)試儀(500mL)，自制。

1.2 TiO2－Fe3O4添加劑的制備

采用共沉淀法制備納米TiO2－Fe3O4顆粒：稱(chēng)取適量的TiO2于裝有100mL去離子水的錐形瓶中，用超聲波分散儀超聲分散1h后，移到三頸燒瓶并加適量的稀鹽酸，用氮?dú)怛?qū)氧30min并加熱到80℃。再以n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2的比例稱(chēng)取適量的七水合硫酸亞鐵和無(wú)水三氯化鐵，溶于20mL去離子水中，并緩慢地滴加到三頸燒瓶中，持續(xù)攪拌1h。準(zhǔn)確地量取1mL濃氨水并用去離子水稀釋至10mL，用恒壓漏斗逐滴加入到三頸燒瓶中，持續(xù)攪拌并老化2h，全程控制溫度使其恒定80℃，后磁分離出產(chǎn)物，用去離子水反復(fù)洗滌至溶液呈中性，抽濾后置于60℃的干燥箱中24h，冷卻后研磨，即得到納米TiO2－Fe3O4復(fù)合物。