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《华南理工大学》 2017年
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焦化废水预处理与深度处理氧化方法的选择

刘明  
【摘要】:焦化废水作为一种典型的有毒/难降解高浓度工业有机废水,表现出组分复杂,营养成分失衡,可生化性差,难以厌氧降解,深度处理代价高的特征。生化处理作为整个处理过程的核心单元,面临着废水毒性抑制作用、水力停留时间较长、耗能高、出水不易达标等缺陷。预处理对生物工艺的稳定性以及深度处理技术对生物尾水的有效性,这两个方面的结合,是焦化废水处理流程必须要考虑的优化方向,影响到能效与经济性。本研究以广东韶关焦化厂的实际焦化废水为研究对象,分别采用NaClO、O3及实验室自主组装的脉冲电晕放电装置对原水进行预处理,以提高废水可生化性为目标,降低废水毒性抑制,改善原水的可处理性,比选出高效且经济的预氧化处理方法,并通过预处理与生化处理结合的方式进行实验验证。基于目前深度处理代价高的特征,采用O3、脉冲电晕放电对焦化废水尾水进行处理,主要考察TOC、色度及UV254的变化情况,以达到废水达标排放或回用的目的。实验结果表明,脉冲电晕放电在预处理和深度处理过程中均表现出明显优势,且脉冲电晕放电频率和输入的能耗是主要影响因素,频率越低,能耗越高,氧化效率也越高,表明废水中残留的O3与污染物持续发生着氧化还原反应。针对预处理过程,废水的可生化性得到明显提高。原水经过PCD协同CaO两段式氧化后,COD由3503 mg/L降低至2108 mg/L左右,还原性无机物几乎降解完全。然后将两段式氧化后的水样通过实验室小型OHO生化处理单元,结果显示处理后的出水基本能达标排放。对于深度处理过程,PCD以及PCD与CaO结合的实验均能使尾水中TOC、色度和UV254得到明显降低。在PCD氧化过程中,废水初始pH和外加氧化剂H2O2对处理效率基本无影响。PCD协同CaO两段式氧化可使尾水的TOC、色度及UV254分别降低至3.73 mg/L、25倍及0.675cm-1。进一步通过三维荧光光谱和GC-MS分析证实,尾水大多数有机物得以降解,PAHs降解速率较慢是导致TOC难以降下去的原因之一。在加入CaO的实验中,主要是通过生成了CaCO3或CaC2O4沉淀来促进氧化反应的正向进行,且CaO经过焙烧后能达到重复利用的目的。实验的结果验证了该技术在处理焦化废水过程中的高效性和经济性。综上所述,焦化废水可处理性的改善主要是通过有毒物质如苯酚、S2-、CN-、SCN-的削减、氨氮的释放及废水可生化性的提高来实现,减轻后续生化处理负荷,缩短水力停留时间,使出水能够达标排放或回用。针对现有工程的深度处理,采用新型脉冲电晕放电装置可以低能耗地实现废水达标排放的目的。在氧化的过程中采用PCD协同CaO可以起到降低成本、提高效率的作用,为该技术的规模化应用奠定了基础。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X784

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