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我国是世界产煤、用煤大国,煤化工产业经历几十年的发展已经取得了大幅度的提升,但是煤化工产生的废水污染问题始终无法得到完全解决,针对此问题,国家提出煤化工废水“零排放”的要求,使用各种预处理、生化处理、深度处理等技术实现要求。
煤热解废水是一类高酚浓度、高氨氮的废水,本文针对煤热解废水生化处理单元的厌氧强化技术,研究外加介质强化对废水中酚类污染物的降解效能。首先研究了厌氧共代谢强化,使用甲醇为共代谢物质,研究各类影响因素对甲醇共代谢的影响效果,以得出甲醇共代谢最佳操作条件;其次研究滤料微电流强化对酚类污染物的降解,通过长期对比实验以及污泥特性、微生物测序等手段研究得出微电流在处理过程中的应用效果。
本文首先研究了甲醇共代谢处理煤热解废水中的酚类污染物,通过对比不同影响因素,发现当甲醇浓度为75mg/L时,反应器对总酚、COD以及特征污染物的降解率达到最佳状态;在此甲醇浓度下,其他反应条件为总酚<350mg/L、pH为中性或弱酸性、溶解氧保持在0.2~0.5mg/L范围内、水力停留时间(HRT)为24h时,能够最大化发挥甲醇共代谢的作用,使废水中苯酚、对甲酚、二甲酚等酚类污染物的去除率达到最佳。
随后选取活性炭、铁颗粒、铁碳、纳米级四氧化三铁、活性焦、铁负载活性焦(Fe-LAC)六种滤料进行微电流实验,实验分为两批进行。滤料的吸附动力学研究结果表明,所有滤料均符合假二阶动力学方程式,吸附性大小顺序为:活性焦>活性炭>铁负载活性焦>铁碳>四氧化三铁>铁颗粒。
研究结果表明,与其他四种滤料相比,铁碳滤料和Fe-LAC滤料能够在高浓度酚负荷下保持较高的降解率,对酚类物质降解率在90%以上,同时使反应器中污泥结构保持稳定,提高污泥絮凝性,提高反应器的抗冲击和抗毒性,在微电流作用下反应器富集Geobacter(地杆菌属)、Pseudomonas(假单胞菌属)用于生物电化学反应。
通过本课题的研究,为煤热解废水处理外加介质强化单元提供切实可行的思路,同时为废水处理酚类物质降解效能提供科学理论依据与数据支持,使在实际工程中能够提高工艺效率与经济效益,减少资源与能源的浪费,进一步改善出水水质,进一步接近煤化工废水“零排放”的目标,具有良好的实际意义与工程实用性。
煤热解废水是一类高酚浓度、高氨氮的废水,本文针对煤热解废水生化处理单元的厌氧强化技术,研究外加介质强化对废水中酚类污染物的降解效能。首先研究了厌氧共代谢强化,使用甲醇为共代谢物质,研究各类影响因素对甲醇共代谢的影响效果,以得出甲醇共代谢最佳操作条件;其次研究滤料微电流强化对酚类污染物的降解,通过长期对比实验以及污泥特性、微生物测序等手段研究得出微电流在处理过程中的应用效果。
本文首先研究了甲醇共代谢处理煤热解废水中的酚类污染物,通过对比不同影响因素,发现当甲醇浓度为75mg/L时,反应器对总酚、COD以及特征污染物的降解率达到最佳状态;在此甲醇浓度下,其他反应条件为总酚<350mg/L、pH为中性或弱酸性、溶解氧保持在0.2~0.5mg/L范围内、水力停留时间(HRT)为24h时,能够最大化发挥甲醇共代谢的作用,使废水中苯酚、对甲酚、二甲酚等酚类污染物的去除率达到最佳。
随后选取活性炭、铁颗粒、铁碳、纳米级四氧化三铁、活性焦、铁负载活性焦(Fe-LAC)六种滤料进行微电流实验,实验分为两批进行。滤料的吸附动力学研究结果表明,所有滤料均符合假二阶动力学方程式,吸附性大小顺序为:活性焦>活性炭>铁负载活性焦>铁碳>四氧化三铁>铁颗粒。
研究结果表明,与其他四种滤料相比,铁碳滤料和Fe-LAC滤料能够在高浓度酚负荷下保持较高的降解率,对酚类物质降解率在90%以上,同时使反应器中污泥结构保持稳定,提高污泥絮凝性,提高反应器的抗冲击和抗毒性,在微电流作用下反应器富集Geobacter(地杆菌属)、Pseudomonas(假单胞菌属)用于生物电化学反应。
通过本课题的研究,为煤热解废水处理外加介质强化单元提供切实可行的思路,同时为废水处理酚类物质降解效能提供科学理论依据与数据支持,使在实际工程中能够提高工艺效率与经济效益,减少资源与能源的浪费,进一步改善出水水质,进一步接近煤化工废水“零排放”的目标,具有良好的实际意义与工程实用性。