焦化廢水是一種典型的難降解高酚、高氨氮工業(yè)廢水,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,而且對(duì)人類危害較大。雖然現(xiàn)有的處理方法對(duì)廢水中的酚、氰、BOD_5具有一定的處理效果,但COD、氨氮及色度等指標(biāo)一般難以滿足排放要求,是我國(guó)河流污染的重要污染源之一。本文針對(duì)焦化廢水處理工藝的研究現(xiàn)狀,提出了介孔生物填料流化床與改性蒙脫石吸附混凝的組合工藝,系統(tǒng)地研究了該組合工藝中的介孔生物填料和改性蒙脫石單獨(dú)對(duì)模擬配水及焦化廢水中有機(jī)物的去除能力及其脫氮性能,進(jìn)行了組合工藝的小試和實(shí)際應(yīng)用研究,為焦化廢水污染問(wèn)題的解決提供一個(gè)可行的方案。 分別以高濃度苯酚配水和實(shí)際焦化廢水為研究對(duì)象,對(duì)介孔生物填料流化床對(duì)廢水的處理性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,當(dāng)HRT為20h,pH在6.6~8.1的范圍內(nèi),溶解氧在1.8~3.7 mg/L之間時(shí),介孔生物填料流化床反應(yīng)器可對(duì)1000~1500mg/L左右的苯酚溶液和COD為1700~4200mg/L的焦化廢水進(jìn)行有效的降解,苯酚去除率可達(dá)99.9%以上,COD去除率在80%左右,NH_4~+-N去除率在70%左右,而且該介孔生物填料流化床具有較強(qiáng)的抗沖擊能力和自我恢復(fù)能力,并在反應(yīng)器中發(fā)現(xiàn)有同步硝化反硝化作用(SND)的存在。正交試驗(yàn)表明對(duì)反應(yīng)器處理效果影響因素的重要性依次為HRTDO進(jìn)水COD濃度pH值。而且通過(guò)兩級(jí)介孔生物填料流化床的聯(lián)用,可以明顯提高進(jìn)水氨氮的負(fù)荷,并獲得良好的處理效果,出水COD和氨氮已接近排放標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)保證COD/NH_4~+-N在10以上時(shí),COD去除率可達(dá)到95%以上,NH_4~+-N去除率也可達(dá)到90%以上,TN去除率可達(dá)80%左右。 根據(jù)生化反應(yīng)不能完全對(duì)焦化廢水處理達(dá)標(biāo)的特點(diǎn),以十六烷基三甲基溴化銨為有機(jī)改性劑,Na_2CO_3為鈉化劑,分別采用普通加熱法和微波輻射法制備出兩種有機(jī)改性蒙脫石和鈉化改性蒙脫石,并以苯酚和氯化銨模擬廢水為目標(biāo),對(duì)其吸附性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,微波有機(jī)改性蒙脫石在投量為20 g/L,吸附時(shí)間為30 min,pH不大于10的條件下,對(duì)苯酚的吸附去除效果最好,去除率可達(dá)80.7%;而鈉化改性蒙脫石在投量為10 g/L,吸附時(shí)間為30 min,pH在7~9之間的條件下,對(duì)氨氮的吸附效果最好,其去除率為60%以上。兩種吸附材料的吸附過(guò)程均可用Freundlich吸附等溫方程進(jìn)行很好地描述。根據(jù)吸附熱力學(xué)函數(shù)和動(dòng)力學(xué)的分析,初步判斷微波有機(jī)改性土在吸附苯酚的過(guò)程中主要以物理吸附為主,而鈉化蒙脫石的吸附過(guò)程主要以化學(xué)吸附為主,兩種吸附材料的吸附反應(yīng)均符合二級(jí)吸附反應(yīng)模型,吸附過(guò)程活化能分別為2.589和1.613 kJ/mol。將按照質(zhì)量比為有機(jī)蒙脫石:鈉基蒙脫石:聚合氯化鋁=20:20:1混合而制成的改性蒙脫石復(fù)合吸附混凝劑用于焦化廢水的深度處理可達(dá)到較好的處理效果,當(dāng)投量為30g/L時(shí),吸附混凝時(shí)間為30min時(shí),COD、氨氮去除率和脫色率分別可達(dá)84.8%、78.2%和96%。 論文對(duì)介孔生物填料物化的性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,介孔生物填料表面有大量的負(fù)電荷,主要以有機(jī)成分為主,含量約為81.6%。而且該填料對(duì)反應(yīng)器中的氧傳遞起到了促進(jìn)作用,能夠提高反應(yīng)器中氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)約10%左右。同時(shí)該生物填料對(duì)苯酚的吸附作用較小,這表明反應(yīng)器對(duì)苯酚的去除效果中,微生物的降解起到了主要作用,而填料的吸附在其中只占很小的部分。通過(guò)對(duì)改性蒙脫石表面和結(jié)構(gòu)的表征研究了其改性前后形貌和結(jié)構(gòu)上的變化。結(jié)果表明,改性沒(méi)有改變蒙脫石的基本構(gòu)型。和原土相比,微波有機(jī)改性蒙脫石層間距增加,而比表面積減小;鈉化改性蒙脫石的層間距和比表面積都降低。根據(jù)表征結(jié)果可以推測(cè)出OMt中CTA~+的排列方式主要是以緊密的單層CTA~+ M型平臥和單層吸附水分子結(jié)合的形式為主;而M-OMt中CTA~+主要以34.1°的傾斜角度呈較稀疏的形式排列,這正是微波有機(jī)改性蒙脫石獲得較好吸附性能的原因。 論文還對(duì)該組合工藝的運(yùn)行效能進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用研究,結(jié)果表明,該組合工藝完全可以滿足高濃度焦化廢水的處理要求,其出水COD、氨氮和總酚的平均值分別為20.56,9.55和0.12 mg/L,遠(yuǎn)低于國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。通過(guò)水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn),該組合工藝對(duì)焦化廢水中的難降解的雜環(huán)化合物等有良好的去除效果,出水主要以烷烴為主。而且該組合工藝運(yùn)行穩(wěn)定,能夠耐受較大的有機(jī)負(fù)荷,具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。本論文為焦化廢水嚴(yán)重污染問(wèn)題的解決提供了一個(gè)可行的方案和翔實(shí)的數(shù)據(jù)支持,具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：X703.1
【部分圖文】：

城天鴻礦業(yè)有限公司，鈣基，其蒙脫石圖 2-1 新型介孔生物填料照片F(xiàn)ig. 2-1 photo of mesoporous biological carr

實(shí)驗(yàn)裝置照片

圖 2-4 兩級(jí)生物流化床聯(lián)用裝置照片-4 Photo of equipment of two-stage biological flu裝置 在對(duì)蒙脫石的吸附性能研究試驗(yàn)中蒙脫石吸附混凝劑的性能研究中采用小體照片如圖 2-5 所示。
【引證文獻(xiàn)】

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1 戴玉女;楊揚(yáng);阿丹;陳純興;陶然;王素玉;;自然曝氣生物濾床去除二級(jí)污水處理廠尾水中酚類內(nèi)分泌干擾物的應(yīng)用[J];生態(tài)科學(xué);2012年03期

本文編號(hào)：2882600