解析焦化废水水质的技术研究

焦化废水是含有大量难降解有机污染物的工业废水，其成分复杂，含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物质，超标排放的焦化废水对环境造成严重的污染。焦化废水具有水质水量变化大、成分复杂，有机物特别是难降解有机物含量高、氨氮浓度高等特点。
　　
　　焦化废水是炼焦、煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中，产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，焦化废水水质是一种高CODcr、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。其主要来源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。
　　
　　含氮化合物是焦化厂废水中数量众多且组成十分复杂的有机物。质谱仪定出的喹啉及某些烷基取代物，被疑为致癌物质。芳烃和芳香胺等同样有不少生物活性物质。酞酸醋类是废水中另一类致癌物质，其中的酞酸二甲酯、酞酸二异辛酯也是美国环保局优先检测污染物。总之，焦化废水水质的成分复杂，污染物种类繁多，其中不少属于有致癌致突作用的生物活性物质出水COD常常不能达到国家排放标准。
　　
　　焦化废水水质中苯酚类及其衍生物的降解率高低是焦化废水COD是否达标排放的关键.采用不同培养基和菌种驯化方法,从焦化废水厂活性污泥中分离筛选获得4株苯酚降解菌,经生理生化和16SrDNA分子鉴定,A1为球杆菌属Sphaerobacter,C1为鲍曼不动杆菌Acinetobacterbaumannii;D2为睾丸酮丛毛单胞菌Comamonastestosterone;D3为Novosphingobiumnaphthalenivorans.4株降酚菌均具有较高的苯酚耐受力和降解效率,是生物法处理酚类污染废水优质的种质资源.菌株D2不仅对苯酚具较高耐受力达到2000mg?L-1、且在48h内可将初始浓度为1000mg?L-1的苯酚完全降解.环境因子考察研究表明,pH为7.5~8.5,温度为30~40℃范围内,转速为150r?min-1,是菌株D2的最优降解条件。
　　
　　焦化厂蒸氨废水经生化处理后,再用高温炉渣过滤,然后调节废水pH为6.5,用H-103大孔吸附树脂室温下以4倍体积/h流速进行吸附处理,原废水含酚5.0mg/L、CODCr280mg/L,处理后出水酚含量≤0.01mg/L,CODCr≤30mg/L,悬浮物小于50mg/L,硬度达到稳定要求,控制泄漏点为0.01mg/L,树脂工作吸酚量为16mg/mL,处理体积为3000倍(体积)。树脂脱附再生。
　　
　　1实验部分
　　
　　1.1仪器与试剂
　　
　　废水取自于湘潭钢铁厂炼焦分厂生化处理池出水;H2103树脂为南开大学树脂厂生产;高温炉渣取自于湘潭钢铁厂,经粉碎、过筛,取粒径为3～5mm装柱。
　　
　　过滤柱和吸附柱由50mL碱式滴定管,底部垫玻璃棉改装,床层体积为25mL。
　　
　　1.2分析方法
　　
　　1.2.1废水中酚的测定
　　
　　采用42氨基安替比林分光光度法测定焦化废水中酚的含量。
　　
　　1.2.2化学需氧量(COD)的测定
　　
　　用重铬酸钾法测定废水化学需氧量(COD)。
　　
　　1.2.3废水中氰化物和氨氮的测定
　　
　　采用吡啶-吡唑啉酮比色定量法测定废水中氰化物的含量。废水中的氨氮先与纳氏试剂反应生成棕色沉淀,再用分光光度计进行比色定量测定。
　　
　　1.2.4悬浮物的测定
　　
　　采用过滤法测定水中的悬浮物。
　　
　　1.2.5硬度的测定
　　
　　采用EDTA络合滴定法测定水的硬度。
　　
　　1.3焦化废水吸附处理
　　
　　1.3.1废水的预处理
　　
　　废水导入高炉炉渣柱过滤,去除其中悬浮物,使废水透光率达90%以上时,即可上柱吸附。
　　
　　1.3.2树脂吸附操作
　　
　　以动态法测定树脂对焦化废水水质中酚的吸附能力,使用50ml底部垫有玻璃棉的滴定管,每柱装25mL湿树脂,废水以一定流速通过树脂床,每隔一定时间测定流出液的吸光度,在标准曲线上查得酚浓度。当废水自上而下通过吸附柱时,吸附过程连续进行,典型的吸附过程是将处理水以每小时2～4个床层体积的流速通过吸附柱,直到运行终点。