生物流化床A/O2工艺处理焦化废水过程中有机组分的GC/MS分析

在自行设计的2000m3·d-1规模的生物流化床A/O2工艺中,以实际焦化废水为研究对象,采用GC/MS法分析各单元工艺的有机物组分,解析了污染物的降解规律.结果发现,焦化废水中酚类物质占有机物总量的90%以上;厌氧阶段对废水COD的去除率为10%～15%,主要为大分子复杂有机物分解为有机酸、有机醇类,此过程使废水BOD/COD值由0.30提高到0.45;一级好氧阶段可去除大部分的酚、胺、喹啉、吡啶、呋喃、吲哚、萘等组分,COD的去除率达到65%～70%;二级好氧阶段的COD去除率为40%～50%.间甲苯酚、哌嗪、哌啶、长链烃类、苯类等在生物处理出水中可被检出,属于难降解成分,有必要对其进行深度处理.采用TTC脱氢酶法测试了不同工艺段废水对酶活的影响,在相同的TOC浓度时,厌氧出水和一级好氧出水的酶活达26～29μg·h-1,滤池出水的酶活为几个工艺段水质的最低值7.02μg·h-1,显示其中可被微生物利用的有机物急剧减少.     

催化氧化法处理含甲醛毒性有机废水的工程试验

含甲醛废水属毒性有机废水 ,不能直接用生物法进行处理。本研究以广州珠江钢琴厂洗胶过程含甲醛废水处理工程为背景 ,依据废水的成分组成 ,设计了Fenton试剂催化氧化与活性炭过滤的组合工艺 ,经正交实验及单因素实验确定了各操作参数 ,再通过工程规模反应器进行检验 ,含甲醛的毒性有机废水经处理后其CODCr及甲醛的去除率分别达到 76 %和 96 % ,色度的去除率为 99%以上 ,然后简要分析实际工程处理过程中Fenton试剂催化氧化洗胶废水的相关影响因素     

焦化废水缓冲体系的存在证明与集水调节池中水质结构调控

采用FeSO4对焦化废水原水进行pH调节,发现焦化废水原水中存在酸碱缓冲体系,具有很强的酸碱缓冲能力.焦化废水原水pH值约为9.6时,HCO3-、CN-、HS-、S2-、NH3、C6H5O-和胺类等以共轭碱的形式存在,对应的缓冲容量较高;随着pH的降低,共轭碱所占比例逐渐减少,对应的弱酸分布分数逐渐增多,缓冲容量逐渐减小;当pH调节至中性时,pH与pKa值接近,共轭碱与弱酸的分布分数近似相等,废水的缓冲容量有升高的趋势.在调节pH的过程中,由于FeSO4的水解、沉淀与络合作用,在投加量为2.0 g.L-1,反应时间15 min时,焦化废水中的氰化物、硫化物、油分及COD的去除量分别为1.5 mg CN-.g-1、27.3 mg S2-.g-1、15 mg总油.g-1及504 mg COD.g-1,pH影响各种污染物的形态分布而实现水质结构的调控.     

酚类化合物在焦化废水处理过程中的降解与转移

研究了4种烷基酚、7种氯酚和2种硝基酚物质在广东韶关钢铁集团焦化废水处理站的浓度演变与转移.针对设计处理量为2000 m.3d-1,生物处理采用A/O1/O2工艺,已经稳定运行5年的实际废水处理工程,同一时间分别采集水样、气样与综合排泥样若干批次,采用GC/MS方法分析酚类物质的浓度.研究结果表明,焦化废水中酚类物质在原水与各个处理工段中均存在成分与浓度的特征分布,烷基酚类物质浓度高但容易通过生物降解去除,氯酚和硝基酚的去除率略低,经生物处理的出水酚类物质浓度均低于5μg.L-1,达到了有关排放标准的要求;所有酚类物质在废水处理过程中存在气相转移的现象,转移污染物浓度分布差异显著,取决于废水本底浓度与该物质的化学性质;污泥样品能够高倍数富集氯酚类物质,在处理与处置工艺的选择方面需要防止扩散.酚类化合物在焦化废水处理过程中的浓度削减主要是生物阶段,气相转移与固相转移可能构成环境风险,未来的水处理工程需要考虑二次污染的消除问题.     

废水处理生物出水中COD构成的解析——以焦化废水为例

以焦化废水为例,采用连续过滤及化学分析的方法考察了悬浮组分、胶体组分及溶解组分对生物出水残余COD的贡献,并结合紫外-可见光谱和GC/MS图谱定性解析各形态组分的有机构成特征,构建了一种废水生物出水COD构成解析的评价方法.实验结果显示,焦化废水生物处理出水中悬浮态和胶体态组分对残余COD的贡献分别占COD总量的25.9%—46.3%和18.7%—44.4%,建议优先考虑采用混凝沉淀工艺去除约35.0%—45.0%的COD,使处理出水基本能够达标排放;溶解组分的COD占COD总量的24.6%—40.7%,其中4.3%—15.8%的COD由硫化物、硫氰化物等还原性物质贡献,其余部分主要由链状烃类、酯类及醇类等溶解有机组分贡献,建议采用氧化或吸附工艺进行处理,以满足更高的出水水质要求.     

可燃吸附剂从焦化废水中分离潜热实现低能耗工艺的实验研究——以活性炭为例

以活性炭和焦化废水为例,将吸附废水尾水的粉末活性炭(PAC)分离,再吸附原水,从吸附过程和投加量考察COD的去除,运用GC/MS对吸附过程的微观组分进行解析,再进行燃烧热值测定.研究结果表明,针对尾水选择合适粉末活性炭,少量投加即可使出水COD达标排放;吸附尾水时主要去除生物系统难以降解的有机组分,再吸附原水时,对酚类物质、氮杂环化合物以及多环芳烃类都具有显著的效果,表现出非选择性,吸附过程完全受控于高浓度组分;单位废水可提供的热值Qw=(45.990±3.521)×Cm,吸附原水有机物的活性炭,其燃烧热值有显著提高,增量ΔQ由ΔQ=(45.990±3.521)×(Cm-Ce)×V决定.针对高浓度难降解的工业有机废水,上述工艺通过能源回收的方式可实现工程造价与运行费用的显著降低.     

专性好氧菌降解苯胺废水的动力学研究

研究了苯胺在专性好氧菌Ｏｃｈｒｏｂａｃｔｒｕｍａｎｔｈｒｏｐｉ(人苍白杆菌)作用下的降解规律,讨论苯胺初始浓度及菌种接种量对苯胺降解速率的影响,当初始浓度低于８００ｍｇ／Ｌ时降解速率随浓度增加而加快,高于１０００ｍｇ／Ｌ时则表现出抑制作用;在可降解浓度范围内,该专性好氧菌能将苯胺完全降解而消除其污染;此外,通过对解降过程动力学实验数据的分析计算,得出苯胺的降解反应在不同浓度范围内分别表现为零级或一级关系      

含聚乙二醇废水超临界气化产H2特性的研究

利用连续流釜式超临界水反应器,以聚乙二醇(PEG)模拟废水为研究对象,研究PEG浓度、反应温度、停留时间以及KOH催化剂对含PEG废水的超临界气化产H2特性的影响.结果表明,气体产物主要成分为H2,CH4,CO和CO2,在500℃,压力25MPa,停留时间50s的条件下,TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别达到98.56%,98.33%和141.82%;PEG浓度的升高会导致气化效率下降,反应温度的上升和停留时间的延长对气化效率有正影响.KOH催化剂的加入可以温和反应条件,提高气化效率,消除CO的产生并使气体产物中部分CO2以无机盐形式固定,从而提高了产物中有效组分H2的相对含量.在450℃,压力25MPa,停留时间30s,KOH浓度800mg·l-1时,TOC去除率和氢气化率分别为91.08%和186.06%,含PEG废水在超临界状态下可转化为富氢气体.     

养殖污水生物处理的新型流态化技术原理及其应用案例

以COD、NH4+-N、SS值高以及臭味大的水质特征的养殖污水作为研究对象,针对一般处理模式中的生物反应器存在污泥相停留时间短、耐负荷冲击能力低、除碳与脱氮不能协调以及投资运行费用大等问题,自行研制了具有强化传质与混合功能的射流循环厌氧与气升循环好氧流态化反应器,实现了A/O2的组合生物强化工艺,再辅以预处理与后处理工艺,实践了规模为216 m3/d的工程设计与运行,通过连续6个月的运行数据来评价所提出工艺的工程效果。在A、O1与O2的运行负荷(kg COD/(m3.d))分别为6、6及0.5的近似条件下,当进水COD、BOD5、NH 4+-N和SS浓度分别为11 000～13 000、5 500～6 500、560～640和7 000～9 000 mg/L时,处理后出水浓度分别可降低至56.8～59.2、4.7～4.9、8.6～9.5和37.0～39.4 mg/L,各项指标均达到《广东省水污染物排放限值》(DB4426-2001)第2时段的一级排放标准限值要求,取得了明显的工程实效,表明所开发的技术有推广应用的价值。     

焦化废水厌氧生物降解影响因素的识别

基于一系列焦化废水处理实地工程考察而尚未发现高浓度焦化废水厌氧产甲烷成功案例的实际问题,以广东韶钢焦化废水工程中COD为(4100±200)mg·L~(-1)的原水为研究对象,通过检测COD、TOC和苯酚等关键水质指标浓度变化及气体产量,以浓度梯度稀释的方法考察影响焦化废水厌氧降解的因素及其浓度阈值,主要涉及硫氰化物、苯酚、硫化物和氰化物,同时分析碳源结构改变所带来的厌氧降解特性的变异.结果发现:在pH为(7.0±0.5)、温度为(35.0±0.5)℃的条件下,当焦化废水COD被稀释至1500~1800 mg·L~(-1),接种活性污泥,能够检测到厌氧产甲烷的现象;在COD稀释至1800 mg·L~(-1)左右的焦化废水中分别投加不同浓度的硫氰化物、苯酚、硫化物和氰化物时,发现其单抑制浓度分别处在500~1500、1100~1250、200~250和30~40 mg·L~(-1);向未解除抑制的焦化废水(COD为2100 mg·L~(-1))中投加等COD浓度的乙酸钠、葡萄糖和甲醇3种常用的工业碳源改变原有的碳源结构时,发现乙酸型产甲烷菌的活性被抑制,而氢营养型产甲烷菌的活性并没受到明显抑制.上述研究结果说明,高浓度焦化废水难以厌氧降解,抑制因素的解除可以使厌氧菌激活,其中,氢营养型产甲烷菌较乙酸型产甲烷菌能够耐受更高的毒性物质浓度阈值.