现阶段我国焦化厂废水的主要来源有煤炭在高温裂解、煤气净化以及焦炭成形过程中的排水阶段。焦化废水作为一种典型的工业有机废水，含有高浓度的氨、苯酚、氰化物、硫氰酸盐和其他芳香烃，以及各种含氮、氧、硫的杂环化合物，具有高有机负荷、成分复杂、强毒性等特点，其中大多数化合物被认为对环境有害并且对人类具有遗传毒性风险。我国作为大的焦炭生产国，在处理焦化废水的污染方面正面临巨大挑战。
目前焦化行业一般采用A/A/O/O工艺和SBR工艺进行焦化污水的处理，但是这2种处理方式对焦化废水的色度以及COD质量浓度的处理并不理想。随着《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171—2012)的颁布以及环保要求的不断提高，对于焦化废水的处理不再局限于达到污水的二级排放标准，而是寻求经济大化和水资源回用技术，以提高焦化厂的水资源重复利用率。膜技术作为一种分离、提纯、浓缩的新技术，以其工艺简单、能耗低、出水质量好等特点在21世纪得到广泛应用，成为时下焦化废水深度处理的研究热点之一。Fenton法对高浓度有机废水深度处理是目前焦化厂、印染厂、制药厂等企业比较常用的处理方法。
笔者以湖北某焦化厂二沉池出水为研究对象，以聚醚砜为超滤膜的基料，将Fe3O4负载在超亲水性、抗菌的无机材料纳米TiO2上，从而制备出既亲水又能降低焦化废水化学需氧量的共混PES膜。通过控制无水氯化铁、七水合硫酸亚铁与TiO2的比例制备出TiO2－Fe3O4改性剂，并进行平行对照实验，分析其对膜的孔隙率、接触角、水通量、截留率的影响情况，从而确定适宜的改性剂添加量。
1、实验部分
1.1 实验材料及仪器
聚醚砜(PES)，N，N－二甲基乙酰胺(DMAC)；聚乙烯吡咯烷酮(PVPK－30)；二氧化钛(TiO2)；七水合硫酸亚铁(FeSO4•7H2O)；无水三氯化铁(FeCl3)；浓盐酸；浓氨水；浓硫酸(98%H2SO4)；zhonggesuanjia(K2CrO7)；六水合硫酸亚铁铵((NH4)2Fe(SO4)2•6H2O)；1，10－菲啰啉(一水合物)(C10H8N12•H2O)；硫酸银(Ag2SO4)；硫酸汞(HgSO4)；过氧化氢(30%H2O2)。
X射线衍射(XPertPROMPD)；静滴接触角测量仪(JC2000C1)；鼓风干燥箱(DZF6050)；超声波分散仪(CH－01BM)；通量测试仪(500mL)，自制。
1.2 TiO2－Fe3O4添加剂的制备
采用共沉淀法制备纳米TiO2－Fe3O4颗粒：称取适量的TiO2于装有100mL去离子水的锥形瓶中，用超声波分散仪超声分散1h后，移到三颈烧瓶并加适量的稀盐酸，用氮气驱氧30min并加热到80℃。再以n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2的比例称取适量的七水合硫酸亚铁和无水三氯化铁，溶于20mL去离子水中，并缓慢地滴加到三颈烧瓶中，持续搅拌1h。准确地量取1mL浓氨水并用去离子水稀释至10mL，用恒压漏斗逐滴加入到三颈烧瓶中，持续搅拌并老化2h，全程控制温度使其恒定80℃，后磁分离出产物，用去离子水反复洗涤至溶液呈中性，抽滤后置于60℃的干燥箱中24h，冷却后研磨，即得到纳米TiO2－Fe3O4复合物。