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富氮缺磷是焦化废水的特征之一。面临新国标中提出的总氮20mg/L的排放要求,在选择脱氮工艺时不仅需要考虑工艺本身的脱氮效率,更要考虑目标水质的总氮组成情况。建立适用于焦化废水的总氮组成评价体系,可以明确焦化废水的总氮组成情况,为焦化废水脱氮工艺的优化设计提供指导和依据。焦化废水含氮化合物存在多组分与多种形态,在废水处理过程中的利用与顺序影响工艺条件与达标可行性,通过识别含氮化合物的种类并了解其转化可以获得优化的运行工况。为考察含氮化合物的去除过程,在实际生产330×104t·a-1焦炭的焦化废水处理工程O/H/O(aerobic/hydrolysis/aerobic)生物工艺中,检测原水与生物出水中含氮化合物的种类与形态,检测各单元工艺中无机氮及部分有机氮化合物的浓度,分析特征化合物的转化。结果表明,焦化废水原水中含有的无机氮化合物主要为NH4+-N(33.6%)、氰化物(7.5%)、硫氰化物(40.4%),NO2--N及NO3--N的含量约为1%,折算总氮浓度约为240mg·L-1,占82.5%左右;有机氮当中,可检测到胺类14种,有机腈类22种,含氮杂环化合物76种,以总氮形式表达其浓度低于50mg·L-1,约占17.5%。处理过程中,O1反应器能够把氰化物、硫氰化物氧化为氨氮,有机氮发生形态改变;H反应器中,环状含氮化合物通过水解作用实现分子开环转变为氨氮,回流液中的硝态氮实现反硝化转变为氮气;O2反应器能够将低价状态的含氮化合物转变为硝态氮;生物出水中,硝态氮占总氮的70%以上;含氮化合物的转化受反应器的性质与运行条件控制,表现出复杂性。研究指出,焦化废水总氮的控制需要依据含氮化合物种类与形态判断、工艺组合以及条件优化的综合考虑。针对焦化废水中总氮的核心组分——硫氰化物,选择臭氧作为氧化剂,考察不同臭氧浓度、溶液初始pH以及金属离子的络合作用下,反应过程及反应终产物的变化。结果表明,SCN-可以被O3直接氧化降解;在中性到酸性条件下,O3氧化SCN-的主要终产物是CN-和NO3-;在强碱性体系中,O3氧化SCN-的主要终产物是OCN-和NO3-;体系中NO3-的生成是CN-或OCN-与O3直接反应的结果,并非NH4+被O3氧化而生成的;在O3氧化SCN-的体系中加入金属离子Fe3+、Zn2+、Cu2+,在反应初期金属离子与SCN-的络合作用会“捆绑”SCN-,减慢其与O3的反应速率,同时由于金属离子对某些产物的络合作用,或是对中间某一步反应的促进作用,使得反应终产物的组成发生变化。