焦化废水生物处理及其后续处理研究

论文摘要

我国是焦炭生产大国,每年年产焦炭1.2亿吨,占世界焦炭年总产量的1/3以上。近年来,随着国际市场对焦炭的需求大大增加,因此我国的焦炭产业也迅速发展。我国的焦化厂比较多,他们也生产煤气,但在生产焦炭或者煤气时会产生焦化废水。焦化废水是属有毒、有害、难降解的高浓度有机废水,处理难度大。焦化废水中主要的有毒、有害成分是酚、氰等物质,酚是有毒的,氰是剧毒的,因此,人们把焦化废水又称酚氰废水。焦化废水中所含有机污染物不易降解、容易富集且有“三致”危险。所以焦化废水不达标排放对环境的破坏和人类健康影响很大。本文针对首钢焦化厂调节池的焦化废水进行生化处理及物化处理研究,旨在能够使焦化废水达标排放,并期望能为实际焦化废水的处理提供一些参考。焦化废水的生化处理采用A1-A2-O工艺,好氧段分别采用一体式膜生物反应器和传统活性污泥法处理,考察在选定工况条件下,反应器长期运行时处理效果的稳定性;比较两工艺在对氨氮、总氮、有机物处理效果上的差别。结果显示两反应器处理效果均相对稳定,膜生物反应器由于自身的特点,其处理效果比传统活性污泥法相对较好。本次实验条件下,生物处理首钢焦化厂焦化废水,有机物CODcr的去除率在80%以上,氨氮的去除率在99%左右,总氮的去除率在65%以上。研究考察了好氧一体式膜生物反应器与传统活性污泥反应器中混合液特性,比较混合液的物理特性,包括污泥浓度、污泥产泥率、污泥沉降性能、混合液粘度、污泥粒径分布;混合液生物特性,包括污泥活性,并比较了一体式膜生物反应器和传统活性污泥反应器中混合液的过滤特性;研究发现前者相比后者:污泥浓度高,粘度大,产泥率低,沉降性能差,污泥活性低,污泥平均粒径小,在相近浓度下混合液过滤阻力大。针对生物处理出水未达标,后续采用活性炭吸附,混凝沉淀,Fenton氧化处理。研究发现破碎炭处理效果优于柱状炭,但单一使用活性炭处理成本比较大;混凝沉淀和Fenton氧化经正交实验,确定最佳条件,但单独使用,未达到国家二级排放标准,结果显示将混凝沉淀与活性炭联用,可以大大降低处理成本,Fenton氧化后续加入PAM絮凝,可以优化处理效果,达到国家二级排放标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 焦化废水的来源、组成、特征及其危害
• 1.1.1 焦化废水的来源及其组成
• 1.1.2 焦化废水的特征与危害
• 1.2 焦化废水的处理方法
• 1.2.1 焦化废水的预处理
• 1.2.2 焦化废水的物化处理
• 1.2.3 焦化废水的生物处理
• 1.3 焦化废水的处理现状与新技术发展
• 1.3.1 焦化废水的处理现状
• 1.3.2 焦化废水处理的新技术发展
• 1.4 课题研究目的和内容
• 1.4.1 课题研究的目的和意义
• 1.4.2 课题研究的内容
• 第二章 焦化废水的生物处理
• 2.1 实验装置与测定方法
• 2.1.1 实验流程图
• 2.1.2 实验装置实物图
• 2.1.3 测定方法
• 2.2 生物处理过程中各项工况参数的监测
• 2.3 焦化废水中氮和有机物的处理效果考察及分析
• 2.3.1 焦化废水中氮的去除与分析
• 2.3.2 焦化废水中有机物的去除与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 SMBR与CAS混合液特性比较
• 3.1 实验装置和实验方法
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 SMBR与CAS混合液物理特性比较
• 3.2.1 混合液的污泥浓度、产泥率和沉降性能
• 3.2.2 混合液污泥粘度和反应器出水粘度
• 3.2.3 污泥颗粒粒径分布
• 3.3 SMBR与CAS混合液生物特性比较
• 3.3.1 污泥活性
• 3.3.2 生物种类及污泥代谢生成产物
• 3.4 SMBR与CAS混合液过滤阻力特性比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 焦化废水膜生物反应器出水的后续处理
• 4.1 焦化废水生物出水现状和后续处理方法
• 4.2 活性炭吸附处理
• 4.2.1 吸附概念与机理
• 4.2.2 试验器材、方法和处理效果
• 4.3 混凝沉淀处理
• 4.3.1 混凝机理、实验药品及实验方法
• 4.3.2 混凝效果及结果分析
• 4.4 FENTON氧化法
• 4.4.1 Fenton氧化机理、实验药品及实验方法
• 4.4.2 Fenton氧化效果及结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢