（市政工程专业论文）Alt1gtAlt2gtOlt1gtOlt2gt工艺好氧段处理焦化废水试验研究.pdf

太原理1 ：人学硕士研究生学位论文 a ，一a 。一0 广o ：工艺好氧段处理 焦化废水试验研究 摘要 焦化废水成分复杂，含有大量氨氮、有毒有害、生物难降解物 质，水质、水量变化较大，采用常规的生物处理工艺，出水水质无 法达标，给环境和人体带来危害；采用物理或化学法处理，虽出水 水质可以达标，但处理费用比较高。因此开发研究一种经济合理、 技术可行的焦化废水处理方法势在必行。研究表明：4 ，卅2 一d r q 法 利用厌氧酸化作为预处理，反硝化碳化硝化作为二级生物处理，是 一种经济而有效的焦化废水处理工艺。 本试验研究中，好氧反应器系统将碳氧化和硝化分别在不同的 反应器中进行，一级好氧反应器主要以碳氧化为主，二级好氧反应 器主要以硝化为主。研究结果表明：在不同的反应器中，保持特定 的微生物种群，以降低不同微生物之间的竞争，使每一种微生物在 各自的最优的环境下生长，这在焦化废水处理中非常重要。 利用4 ，卅，一d r 仍工艺处理焦化废水，挂膜驯化的关键步骤是在 进行硝化处理的好氧反应器中培养出成熟的以硝化菌为优势菌种的 生物膜。挂膜驯化期间，控制影响挂膜的外部环境因素，如温度、 d o 、进水c o d 和_ 日。+ 一浓度等，使处于比较适合的范围内，可 以缩短好氧反应器的挂膜时间。 太原理【火学硕士研究生学位论文 试验中，研究了进水浓度、溶解氧( d d ) 、p h 、水力停留时间 ( h r t ) 、温度( ，) 等因素对0 ，、q 段反应器处理效果的影响，通 过对试验结果的分析，最终确定d ，段好氧反应器最佳运行参数为： 进水c o d 浓度3 5 0 m g l 左右，进水n h 。+ 一n 浓度5 5 m g l 左右；d o 控制在2 0 4 0 m g l ：h r t 为2 0 h ；p h 值在7 7 8 4 ；温度r 维持 在2 8 。c 左右。仍段好氧反应器最佳运行参数为：进水c o d 浓度范 围为1 6 0 2 0 6 m g l ；进水n h 。+ 一n 浓度为2 0 3 5 m g l ；出水d o 控 制在2 0 m g l 左右；舰丁为1 4 h ；p h 值在7 5 8 5 ；温度丁在2 6 。c 左右。此外，研究表明好氧反应器对温度变化有较强的适应能力， 温度在2 0 3 0 之间时，都有较好的处理效果。 结合试验合作者对爿，、4 2 段反应器的研究，整个a ，- a 2 一o i 一0 2 系统对c o d 、n h a + 一的去除率分别在8 9 1 9 1 6 和9 5 9 9 8 8 之间变化；当进水c o d 在8 0 0 1 2 0 0 m g l 时，出水c o d 1 2 0 m g l ， 当进水n h 。+ 一n 2 9 0 m g l 时，出水n h 。+ 一n 1 5 m g l ，两个指标 分别达到污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 污水排放的二级和 一级标准( 即c o d 1 5 0 m g l ，n h 。+ 一n 1 5 m g l ) 。 关键词：焦化废水，接触氧化，厌氧一缺氧好氧一好氧， 氨氮去除，化学需氧量，生化需氧量 太原理【i 火学硕士研究生学位论文 r e s e a r c ho fa e r o b i cs t a g e sb 1 0 l o g i c a l t r e a t m e n to fc o k e p l a n tw a s t e 、m 钮e rb y a l a 2 一oi 0 2 a b s t r a c t c o m p o n e n t sa r ec o m p l e xi nc o k e p l a n tw a s t e w a t e r , i nw h i c hc o n t a i n s h i g h c o n c e n t r a t i o no fa m m o n i an i t r o g e na n dan u m b e ro ft o x i ca n d r e f r a c t o r yo r g a n i cc o m p o u n d s ，a n dg r e a tc h a n g e su s u a l l yh a p p e n st ow a t e r q u a l i t ya n dw a t e rf l o w i ti su s u a l l yn o ta b l et om e e tt h ed i s c h a r g es t a n d a r d s b ye m p l o y i n gt h ec o n v e n t i o n a lb i o l o g i c a lp r o c e s s ，w h i c hw i l lb r i n gs e v e r e h a r mt oo u re n v i r o n m e n ta n dh u m a nb o d y w i t hp h y s i c a lo rc h e m i c a l p r o c e s s ，w h i c hc o u l dm e e tt h e d e m a n do fd r a i n a g eb ye n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n ，b u tt h ec o s tw a sv e r ye x p e n s i v e s oi ti si m p e r a t i v et od e v e l o pa k i n do fc o k e p l a n tw a s t e w a t e rt r e a t m e n t ，w h i c hs h o u l db ee c o n o m i ca n d 。t e c h n i q u e f e a s i b l e i na n a e r o b i c - a n o x i c a e r o b i c - a e r o b i cb i o l o g i c a lp r o c e s s ， i th a sb e e nd e m o n s t r a t e dt h a tu s i n ga n a e r o b i ca c i d i f i c a t i o na sp r e t r e a t m e n t a n dd e - - n i t r i f i c a t i o n - c a r b o n i z a t i o n - n i t r i f i c a t i o n a s s e c o n d a r yb i o l o g i c a l t r e a t m e n tt ot r e a tc o k e p l a n tw a s t e w a t e rw a sac o s te f f e c t i v et e c h n o l o g y i nt h i sr e s e a r c h ，t h ea e r o b i cs t a g e sc o n s i s to ft w ob i o l o g i c a lc o n t a c t i i i 太原理i ：人学硕士研究生学位论文 o x i d a t i o nr e a c t o r s ，o x i d a t i o no ft h eo r g a n i cc a r b o nc o m p o u n d sw a sc a r r i e d o u ti nt h ea e r o b i cs t a g eo n ea n dn i t r i f i c a t i o nw a sp e r f o r m e di nt h ea e r o b i c s t a g et w o t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm a i n t a i nt h es p e c i f i cm i c r o o r g a n i s m p o p u l a t i o ni ns e p a r a t er e a c t o rt or e d u c et h ec o m p e t i t i o nb e t w e e nd i f f e r e n t k i n d so fm i c r o o r g a n i s ma n de n a b l ee a c h m i c r o o r g a n i s mt og r o wu n d e r o p t i m a le n v i r o n m e n tw e r ev e r yi m p o r t a n ti nt h ep r o c e s so fc o k e - p l a n t w a s t e w a t e rt r e a t m e n t u s i n gai - a 2 一o | - 0 2p r o c e s st ot r e a tc o k e - p l a n tw a s t e w a t e r ，t h ec o m m i t t e d s t e po fm e m b r a n ef o r m a t i o ni st oc u l t u r em a t u r eb i o m e m b r a n ew h i c ht a k e s n i t r o b a c t e r i aa st h ep r e d o m i n a n tb a c t e r i ai nt h ea e r o b i cr e a c t o r sw h i c hd ot h e n i t r a t i o nw o r k d u r i n gt h ep r o c e s so fm e m b r a n ef o r m a t i o na n dd o m e s t i c a t i o n ， c o n t r o lt h ee x t e m a le n v i r o n m e n t a lf a c t o r sw h i c ha f f e c t t h em e m b r a n e f o r m a t i o n ，s u c ha st e m p e r a t u r e 、d i s s o l v e do x y g e n 、i n l e td e n s i t yo fc o da n d a m m o n i an i t r o g e n ，a n dm a k et h e mi naa p p r o p r i a t e s c o p e ，t h et i m e o f m e m b r a n ef o r m a t i o nw i l lb es h o r t e n e d i nt h er e s e a r c h ，t h ef a c t o r ss u c ha si n f l u e n tc o n c e n t r a t i o n s 、d i s s o l v e d o x y g e n ( d o ) 、p h 、h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ( h r 乃、t e m p e r a t u r e ( 乃w h i c h a f f e c tt h et r e a t m e n tr e s u l t so fa e r o b i cs t a g e sw e r es t u d i e d ，b ya n a l y z i n gt h e r e s u l t s ，t h eo p t i m u mo p e r a t i n g p a r a m e t e r s o fa e r o b i c s t a g eo n ew e r e s u m m a r i z e da tl a s ta sf o l l o w i n g ：i n f l u e n tc o n c e n t r a t i o n so fc o dw a sa b o u t 3 5 0m g l ，i n f l u e n tc o n c e n t r a t i o n so fn i l 4 + 一nw a sa b o u t5 5m g l ；t h e d i s s o l v e do x y g e n ( d o ) w a sm a i n t a i n e di n 2 0 m g l 4 0 m g l ；h y d r a u l i c r e t e n t i o nt i m e ( h r 乃w a s2 0h o u r s ；t h ep hv a l u ew a si nt h el e v e lo f7 7 i v 太原理i 人学硕十研究生学位论文 8 4 ；t h et e m p e r a t u r e ( 乃w a sm a i n t a i n e da r o u n d2 8 t h eo p t i m u m o p e r a t i n gp a r a m e t e r s o fa e r o b i c s t a g et w ow e r e ：t h es c o p e o fi n f l u e n t c o n c e n t r a t i o n so fc o dw a s16 0 2 0 6 m g l ，t h e s c o p e o fi n f l u e n t c o n c e n t r a t i o n so fn h 。+ 一nw a s2 0 3 5 m g l ；t h ed i s s o l v e do x y g e n ( d o ) o fe f f l u e n tw a sm a i n t a i n e da r o u n d2 0m g l ：h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ( h r n w a s1 4h o u r s ；t h ep hv a l u ew a si nt h el e v e lo f7 5 8 5 ：t h et e m p e r a t u r e w a sa ta b o u t2 6 i na d d i t i o n ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a ta e r o b i cr e a c t o r sh a d h i g ha d a p t a b i l i t yt ot h ec h a n g eo ft e m p e r a t u r e ，w h e nt h et e m p e r a t u r ew a sa t 2 0 3 0 ，t h et r e a t i n ge f f e c tw a sg o o d c o m b i n e dw i t ht h er e s e a r c ha c c o m p l i s h m e n t so ft h et w op r e c e d i n g s t a g e sa ，a n da 2w h i c hd o n eb yt h er e s e a r c hp a r t n e r ，a f t e rt r e a t i n gb yt h e w h o l ep r o c e s so f a i - a 2 一o r 一0 2 u pt o8 9 1 9 1 6 o fc o da n du pt o9 5 9 9 8 8 o fa m m o n i a n i t r o g e n c o u l db er e m o v e d w h e nt h ei n f l u e n t c o n c e n t r a t i o n so fc o da n da m m o n i an i t r o g e nw e r ea t8 0 0 1 2 0 0 m g l a n d2 9 0 m g lr e s p e c t i v e l y ，t h ea v e r a g ee f f l u e n tc o n c e n t r a t i o n sf o rc o da n d a m m o n i an i t r o g e nw e r el e s st h a n12 0 m g la n d15 m g le a c h ，t h et w o i n d i c e so fw h i c hh a da t t a i n e dt h es e n c o n d a r ya n dp r i m a r yn a t i o n a ls t a n d a r d a b o u tw a s t e w a t e rd i s c h a r g e g b 8 9 7 8 - 19 9 6 r e s p e c t i v e l y k e y w o r d s ：c o k e p l a n tw a s t e w a t e r ，c o n t a c to x i d a t i o nm e t h o d n a e r o b i c a n o x i c a e r o b i c - a e r o b i c ，a m m o n i an i t r o g e n r e m o v a l ，c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ( c o d ) ，b i o l o g i c a l o x y g e nd e m a n d ( b o d ) 奎垦堡! ：叁堂堕婴塑尘堂堡笙苎 符号说明 a 1 a 2 0 1 0 2 ( a n a e r o b i c a n o x i c a e r o b i c a e r o b i cb i o l o g i c a lr e a c t o r ) 厌氧一缺 氧一好氧一好氧生物反应器 a i l r ( a i r l i f t i n t e m a l l o o pr e a c t o r ) 内循环侧边沉降式三相气提升流化床 反应器 a s p a c t ( a c t i v a t e ds l u d g e p o w d e r e da c t i v a t e dc a r b o nt r e a t m e n t ) 活性污泥 一活性炭粉末法 a z l r 三相气提升循环流化床 b o d ( b i o c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ) 生化需氧量 c n ( c a r b o n n i t r o g e nr a t i o ) 碳氮比 c o d ( c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ) 化学需氧量 c w o ( c a t a l v t i cw e to x i d a t i o np r o c e s s ) 湿式催化氧化处理技术 d o ( d i s s o l v e do x y g e n ) 溶解氧 f m b o d 污泥负荷 f b r ( f l u i d i z e db e dr e a c t o r ) 流化床反应器 h b r ( h y b r i db i o l o g i c a lr e a c t o r ) 复合生物反应器 h r t ( h v d r a u l i cr e m a i n t i m e ) 水力停留时间 h s b ( h i g hs o l u t i o nb a c t e r i a ) 高效菌群 m c ( i m m o b i l i z e d c e l l ) 固定化细胞 m b r ( m e m b r a n eb i o l o g i c a lr e a c t o r ) 膜生物反应器 m f ( m i c r of i l t e r ) 微滤 m l s s ( m i x e dl i q u o rs u s p e n d e ds o l i d s ) 混和液悬浮固体 n f ( n a n o m e t e rf i l t e r ) 纳滤 p a h ( p o i y n u c l e a r a r o m a t i ch y r d r o c a r b o n ) 多环芳香族化合物 p s b ( p h o t o s y n t h e t i cb a c ：t e r i a ) 光合细菌菌体 p v a ( p o l y v i n y la l c o h 0 1 ) 聚乙烯醇 r o ( r e v e r s eo s m o s i s ) 反渗透 x i i 奎堕望! ：叁鲎堕竺壅尘：! i ! 笪堡兰 s b r ( s e q u e r i c i n gb a t c hr e a c t o r ) 序批式活性污泥法 s m s b r ( s u b m e r g e dm e m b r a n es e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ) 一体化膜序批生 物反应器 s n d ( s h o r t - c u tn i t r m c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o n ) 同步硝化一反硝化 s s ( s u s p e n d e ds o l i d s ) 悬浮固体 s v i ( s l u d g ev o l u m ei n d e x ) 污泥容积指数 t n ( t o t a ln i t r o g e n ) 总氮 t o c ( t o t a lo r g a n i cc a r b o n ) 总有机碳 u f ( u l t r af i l t r a t i o n ) 超滤 w a o ( w e t a i r o x y g e n ) 湿空气氧化法 x i 【i 声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的 法律责任由本人承担。 论文作者签名：兰兰生兰j日期： 加0 652 2 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件：学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文9 学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的。 复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容( 保密学位论文在解密后遵守此规定) 。 签名： 导师签名 工嘶多5 日期： ”口6 。s - 2 z 日期：2 生蟛。f 。) 2 r 太原理工人学硕十研究生学位论文 1 1 研究课题的提出及意义 第一章引言 我国是全球最大的焦炭生产国和出口国，而山西则是全国焦炭出口的重要省份。 8 0 年代以来，随着国民经济的发展，我国炼焦制气工业得到迅猛发展，我国设计兴建 和改造了数十座焦化厂，到8 0 年代术，全固年产焦量已近亿吨。2 0 0 3 年全国焦炭产 量达1 6 6 亿吨，约占世界焦炭产量4 4 左右 1 1 。2 0 0 4 年，全国焦炭产量达1 9 5 亿吨， 其中国内消费达到1 8 亿吨，全年出口焦炭1 5 0 0 万吨，占国际焦炭贸易量的6 0 【2 j 。 焦化工业生产规模不断扩大，对经济发展和人民生活水平的提高起到了一定的 促进作用，而这些焦化厂每年排放数千万立方米的焦化废水，一大部分未经处理直接 排放，使许多江河湖海和地下水受到了严重污染，水资源环境不断恶化，进一步加剧 了水资源危机。据中国焦炭协会统计，2 0 0 4 年山西焦炭产量8 0 0 0 万吨，占到全国产 量的四成，世界总产量的六分之一。山西目前已建成的焦炭生产能力达到1 2 9 亿吨， 在建的还有9 0 0 0 万吨，两者相加近2 1 亿吨| 3 】。近两三年来，焦炭价格一路走高，最 高达到每吨6 0 0 美元，给山西带来的经济利益相当可观。与此同时，焦化行业对水的 污染也占到全省污染总量的4 0 。通常每生产1 吨焦约产生1 1 8 - - 1 8 3 m 3 废水1 4 j 。这 样，我省到2 0 0 5 年焦化废水的排放量将达2 4 8 - - 3 8 4 亿m 3 a 。 焦化废水是在煤的高温干馏、煤气净化及化工产品精制过程中所产生的，其组成 和性质与原煤煤质、碳化温度、生产工艺和化工产品回收方法密切相关。焦化废水成 分复杂，其中溶解的有机物和无机物有1 0 0 多种，除含有8 5 的酚外，还含有单环和 多环芳香族化合物、含氮、磷、硫的杂环化合物以及一些以铵盐形式存在的无机物， 般c o d 浓度高达1 0 0 0 3 0 0 0 m g l ，吼+ 一| v 浓度在2 0 0m g l 以上【5 】，是一种公 认的较难生物降解的工业废水。由于焦化废水含有毒物质多，生物降解性能差，对环 境危害大，其处理己成为当今亟待解决的环保课题。 目前，国内外用于去除焦化废水中c o d 和n i l 。+ 一n 的方法主要是生物法，其 中又以普通活性污泥法为主，普通活性污泥法可以高效地去除焦化废水中的酚类物 太原理l ：火学硕士研究生学位论文 质，但对难降解有机物及n i l 。+ 一n 的去除效果较差，排放的废水指标难以满足日益 提高的环保要求，并都存在c o d 、氨氮超标情况。舒文龙”3 对我国2 4 家焦化厂污水 处理系统的出水水质进行统计，结果为：c o d o 含量低于1 5 0 m g l 者仅占1 2 5 ，低 于2 0 0 m g l 者仅占2 9 2 ；对h 。+ 一几乎没有去除效果。去除焦化废水中的氨氮 已成为焦化行业污水处理上存在的主要问题之一。尽管近年来新丌发出的焦化废水处 理工艺能够在一定程度上满足处理要求，但还存在着不少问题，如水力停留时间长， 需投加粉未活性炭、混凝剂或补充碳源等，使处理运行费用增加，不适合我国国情。 因此，根据焦化废水中污染物的特性，研究丌发一种流程简单、快速、低耗的 废水处理工艺是我国当前一项很紧迫的任务，这对于人人减轻焦化废水对受纳水体的 污染，保护、改进饮用水源水质都有很大的意义。 本课题主要探讨利用a f - , 4 2 0 f ，0 2 法、优势菌固定化方法等处理焦化废水的可行 性。 1 2 研究目的及研究内容 1 2 1 研究目的 本课题主要目的有三个： 1 在爿，卅? 一d ，一仍组合工艺中的后两段d ，、q 段反应器内培养、驯化微生物处 理焦化废水。 2 研究d ，段反应器内微生物对焦化废水中c o d e r 和巩+ 一n 的降解特性 及环境因素对降解效果的影响。 3 通过试验结果的分析和讨论，确定工艺各段的最佳运行参数和控制条件，使 处理后出水的c o d 。和h 。+ 一分别达到污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 中 规定的二级和一级排放标准( 即c o d 1 5 0 m g l ，乩+ 一n 1 5 r a g l ) 。 12 2 研究内容 1 在爿，卅? 一d r 0 7 组合工艺的后两段d ，、段反应器内培养、驯化微生物，并 研究其降解特性。 2 太原理f 人学硕十研究生学位论文 2 研究0 ，、0 7 段生物接触氧化反应器对焦化废水的处理效粜，并分析0 段生 物接触氧化对后续反应器的影响。 3 研究环境参数( t ，p h 、d o 、h r t 等) 时0 ，、0 2 两反应器处理效果的影响， 并确定两反应器的最佳运行参数。 4 研究环境参数( t ，p h 、d o 等) 对0 ，、0 3 两反应器内硝化反应的影响，并 确定保持最佳硝化效果的运行参数。 5 通过分析试验结果，对比分析d 、爿( ) 和a ，a 3 0 ，一0 2 工艺对焦化废水c o d 和h 。+ 一的去除效果，并确定爿，a 2 0 ，一0 l 工艺的最佳运行参数。 太原理i ：人学硕士研究生学位论文 2 1 焦化废水概述 第二章文献综述 21 1 焦化废水的来源、水质特点及危害 2 1 1 1 焦化废水的来源 焦化废水产生于炼焦、制气过程，其水质复杂，产生量较大。排水点主要有物料 冷却、换热、选煤熄焦、水封、冲洗地坪、化验、补充循环水系统和生活用水等几个 方面。生产废水排放点主要有以下环节： 1 炼焦车间熄焦时，熄焦塔排出的熄焦废水，含有焦尘及微量的挥发酚、氰化 物等污染物。 2 冷鼓工段焦油氨水分离形成的剩余氨水，含有焦油、n h 4 + 一n 、c o d 、酚、 氰、硫化物等污染物。 3 炼焦车问上升管水封、冷缺、脱硫、氨回收过程设备水封和管道水封装置、 冲洗地坪及其他排水，含有焦油、n h 4 + 一n 、c o d 、硫化物等污染物。 4 硫氨工段油水分离器等设备排出的污水，含有日。+ 一n 、c o d 、挥发酚等 污染物。 5 粗苯工段油水分离器等设备排出的污水，主要成分为油、c o d 等。 6 冷却循环系统排出的循环外排水，含有盐类物质，污染成分少，可全部复用。 7 生活污水，污染物为c o d 、b o d 5 、n h 。+ 一n 、石油类、船等。 8 ，煤气管道冷凝水，含有酚、c a r 、n h 。+ 一j v 、硫化物等。 9 化学水处理系统排水，含有一定的酸性物质”。 21 1 2 焦化废水的水质特点 1 成分复杂9 i o 儿】 焦化废水所含污染物可分为无机物和有机物两大类，无机物一般以铵盐形式存 在包括眦。) 2 c 0 3 、m 。h c q 、( n h ；) 2 s 0 4 、n h 。c l 、脚。c 、n h 4 册、n h 。s c n 、 4 太原理：1 ：大学硕士研究生学位论文 ( a 憎。) ：s ：q 等，它们是焦化废水中n h 4 + 一n 的一部分；有机物以酚类化合物为主， 包括苯酚、酚的同系物以及萘、葸、苯并比等多环类化合物，另外还有杂环类化合物， 包括二氮杂苯、氮杂苊、氮杂菲、吡啶、喹啉、吲哚等。何苗等对焦化废水中的有 机物进行了g c m s 分析，测定结果见表2 - 1 。 裹2 - 1 焦化废水中的有机物 t a b 2 1t h eo r g a n i cc o m p o n e n t so f c o k e - p l a n tw a s t e w a t e r 所1 i 质量白分比 所1 1 ic o d 浓度 序号订机物名称 ( ) ( m g l ) l 吡啶 1 “61 5 1 1 2乙苯5 1 0 7 63 1 3 3 苯乙腈 11 1 l1 4 1 4 4 苯酚 2 6 1 7 23 4 7 1 4 5 甲基苯酚 1 0 儿51 3 2 l o 6 喹啉1 1 1 4 6 1 4 9 1 0 7 异喹啉 5 1 0 86 4 1 7 8 甲基喹啉 5 1 5 17 1 1 6 9 某种苯酚衍生物 1 1 1 3 01 4 6 1 9 1 0 甲基酮 11 5 420 1 0 1 1 c 2 烷基喹啉 2 1 0 32 6 1 4 1 2 2 、4 环戊二烯一1 一次甲基苯 o 1 3 90 5 1 1 l ：3 1 一奈腈 0 1 7 60 9 1 9 1 4 二二苯并呋喃 o 1 2 83 1 6 4 1 5 2 一甲基一1 一异氰化禁 o 1 3 00 3 1 9 1 6 c 2 烷基毗啶 o 1 0 50 1 6 5 1 7 苯并咪唑 o 1 3 90 5 1 l 1 8 异喹啉酮 11 6 92 2 1 0 1 9 联苯 0 1 7 8l0 1 l 2 0 喹啉酚 o 1 3 00 3 1 9 2 l 邻苯二甲酸酯 o1 8 5 1 1 1 1 0 2 2 吲哚1 1 5 42 0 1 0 0 5 太原理r 人学硕十研究生学位论文 2 ：3 ( e ) 一9 一非醛肟0 1 1 3 l1 6 9 2 4 炕基吡啶0 1 2 5 3 1 2 5 2 5 苯并喳啉 0 1 5 9 7 1 6 7 2 6 苯基吡啶 o 1 5 5 71 1 5 2 7 二甲基苯酚 3 1 9 25 0 1 1 0 2 8 菜酚 o 1 l ：3 1 1 6 9 2 9 咔唑 o1 3 5 4 1 5 5 ：3 0 6 ( 5 h ) 一菲啶酮 o 1 4 55 1 8 5 ：j l 硝基苯二甲酸0 1 9 5 1 2 1 4 0 3 2 二苯基吡咯0 1 0 6 o 1 7 8 ：粥 总腈o 1 l l1 1 4 3 ：j 4 9 h 一芴 01 3 ：34 1 2 9 ：3 5 喳啉酮 o1 2 83 1 6 4 ：3 6 1 ，l 一( l ，3 一j 二炔一1 ，4 0 1 1 0 11 3 0 一) 二苯 3 7 苯乙烯酮 0 i 0 4 0 1 5 2 ：3 8 二苯并呋喃0 1 3 03 1 9 0 ： 9 1 ，9 一二氮芴 o 1 1 51 1 9 5 4 0 苯甲酸 1 1 3 11 7 1 0 3 合计 9 8 1 5 1 3 0 0 09 8 1 5 2 含有大量的难降解物，可生化性较差 有机物( 以c o d 计) 含量高，但b d d 5 c o d 值低，一般为0 3 0 4 ，废水的可生 化性差，而且废水中所含有机物也多为芳香族化合物和稠环化合物及吲哚、吡啶、喹 啉等杂环化合物。 3 n h 。+ 一n 浓度大 | v 。+ 一浓度太高时严重抑制硝化菌的活性发挥，且n i l 。+ 一n 经硝化生成 q n 、崛一一n ，消耗水中的溶解氧，会造成水体缺氧使水质恶化，并且 ( ) 1 一一n 是一种致癌物质。 4 含有危害水生生物和人体的剧毒物质及致癌物质 6 太原理【：火学硕十研究生学倪论文 剧毒物质包括一些氰化物和硫氰化物，通过反应可以转化为h c n ，以低浓度致 死；或者转化为n h 。+ 一n ，对硝化菌产生抑制作用。废水中的不少多环芳烃和杂环 化合物是“三致”物质，危害人体健康。 2 1 1 ：3 焦化废水的危害 1 h 。+ 一n 的危害1 4 焦化废水中的n h + 一n 是一种不稳定的物质，在微生物作用下发生硝化反应生 成n 0 2 和n o j 一，消耗水中的溶解氧，同时n o r 是致癌物，? c o s 会破坏血液的吸氧功 能。 2 有机物的危害 废水中大量有机物排入水体，会造成水体缺氧，危害水生生物。 3 酚类物质的危害【1 “ 酚类化合物是原生质毒物，它对一切生物都有毒害作用可以通过与人的皮肤、粘 膜接触发生化学反应，形成不溶性蛋白质，而使细胞失去活力，酚还能向深部渗透， 引起深部组织损伤、坏死，直至全身中毒。长期饮用被酚污染的水会引起头晕、贫血 以及中枢神经系统病症。水体中含酚0 1 o 2 m g l 时，鱼类有酚味，浓度高时引起 鱼类大量死亡，酚类对鱼类毒害极限浓度一般在4 1 5 m g l 。苯二酚毒性更强，极限 浓度为o 2 m g l 。 4 氰化物的危害 废水中的氰化物是剧毒物质，进入生物体内可以抑制细胞内呼吸酶系。当p h 小 于8 5 时，水中氰化物易水解成氢氰酸( h c n ) ；当p h 小于5 时，重金属氰络合物可 以部分或全部分解游离出h c n ，而h c n 的人均致死量为0 3 o 5 m g l 。 j 芳香族化合物的危害 焦化废水中所含的多环芳烃和杂环化合物有不少是致癌和致突变物质，不但会对 环境造成严重污染，同时也直接威胁到人类健康。 总之，焦化废水是一种含有大量有毒有害物质的难降解有机废水。 7 奎垦堡! ：墨堂堡主婴塑生堂堡笙壅 22 焦化废水处理技术 为了有效去除焦化废水中的n h 4 + 一n ，使焦化废水中的c o d 和n h 。+ 一n 能达 标排放，许多学者通过研究焦化废水的污染物特性，提出了许多切实可行的处理工艺 和技术。目自h 处理焦化废水的技术主要有化学法、物理化学法、生物法以及它们的组 合工艺等几大类。 22 1 化学处理法 2 2 1 1 焚烧法 焚烧法治理废水是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中 的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物c 仍和1 4 2 0 及少许无机物灰分。 但是焦化废水中含有大量n h 4 + 一n 物质，n h 3 在燃烧中有n o 生成，n o 的生成 会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。杨元林等1 1 5 1 通过 研究发现，n h 3 在非催化氧化条件下主要生成物是m ，不会产生高浓度n o 造成二次 污染。从而说明：焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方 法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染，但是其昂贵的处理费用( 约为 1 6 7 美元t ) 1 6 1 ，因此在国内没有广泛应用。 2 2 1 2 吴氧氧化法 近年来人们研究开发了臭氧氧化法处理焦化废水，一般作为废水处理系统中的第 二级或末级处理工艺。臭氧是一种强氧化剂，在水处理中可用于除臭、脱色、杀菌除 铁、除氰化物、除有机物等，而且臭氧在水中很快分解为氧，不会造成二次污染，操 作管理简单方便。 吴玲等利用臭氧氧化法处理焦化废水，结果表明：在c o d 1 0 0 0 m g l ，酚含 量j o o m l 的焦化废水，在不调节p h 值，常温条件下，采用臭氧氧化处理的效果 是好的，c o d 去除率可达8 0 ，酚的含量降低8 0 以上，硫化物和氰化物的去除率达 1 0 0 ，h + 一去除率可达3 5 。 8 太原理1 人学硕十研究生学位论文 2 2 1 3 催化湿式氧化法 催化湿式氧化法( c w o ) 是在高温高压条件及催化剂的作用下，用空气或氧气 将污水中高浓度的c o d 、t o c 、氨及氰等污染物经催化氧化转变成c 0 2 、n 2 和h 2 0 等无害成分以达到净化的目的8 1 。 该技术的研究始于2 0 世纪7 0 年代。炼焦化工、石油化工，特别是有毒污染物如： 农药、染料、橡胶、合成纤维、易燃、易爆及难于生物降解的高浓度废水都适合于催 化湿式氧化处理【”l 。我国在这一领域的研究也比较早，1 9 8 7 年至1 9 9 2 年，鞍山焦院 与中国科学研究院大连物化所合作，成功研制出双组分的高活性催化剂，对高浓度的 氨氮和有机焦化废水具有很好的处理效果 2 0 1 ，缺点是催化剂价格昂贵。 陈崇等2 1 1 利用催化湿式氧化法处理焦化废水，在2 5 0 。c ，5 m p a 条件下，出水c o d 为6 4 4 8 m l ，去除率为9 9 4 ，酚n h 。+ 一n 为0m g l ，硫化物去除率为1 0 0 。 2 2 1 4 光催化氧化法 光催化氧化法吲是用光敏化半导体为催化剂，以飓仍和d j 为氧化剂，在化学氧 化和紫外光辐射的共同作用下，使有机物氧化降解。该法包括u v 0 3 、u v - h 2 0 2 - u v 、 h 2 0 2 0 3 等工艺，特别适合不饱和有机化合物、芳烃和芳香化合物的降解，且反应条 件温和，无二次污染，人工光源( 如汞灯、氙灯系列) 或日光均可用于光解。 光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率 2 3 】。朱春媚【2 4 】等 人的试验证明：用该法处理焦化废水挥发酚的去除率可达9 9 6 。高华等【2 5 在焦化废 水中加入催化剂粉术，在紫外光照射下鼓入空气，能将焦化废水中的所有有机毒物和 颜色有效去除。在最佳光催化条件下，控制废水流量为3 6 0 0m l h ，就可以使出水c o d 值由4 7 2m g l 降至1 0 0m g l 以下，且检测不出多环芳烃。 2 2 1 5 电化学氧化技术 电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用 电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明：电 化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处 理技术。 9 太原理【：人学硕+ 研究生学位论文 c h i a n g 等2 6 1 用p b 0 2 t i 作为电极降解焦化废水。结果表明：电解2h 后，c o d 值从2 1 4 3m g l 降到2 2 6m g l ，同时7 6 0m g l 的也被去除。研究还发现：电极材料、 氯化物浓度、电流密度、p 日值对c o d 的去除率和电化学反应过程中的电流效率都有 显著影响。 2 2 1 6 等离子体处理技术 我国科技工作者从9 0 年代初就丌始了用高压毫微秒脉冲放电等离子体技术对难 ，l