焦化废水典型污染物预处理及短程硝化反硝化脱氮研究

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焦化废水是一类典型的高氨氮难降解有机工业废水,其含有大量酚类、杂环类等有机污染物,对生物处理系统中的硝化反硝化过程有着强烈的抑制作用,造成整体工艺的脱氮效率偏低。因此,本文选取短程硝化反硝化作为焦化废水的脱氮工艺,以减少脱氮过程中的曝气量和所需碳源;同时研究了芬顿氧化法对焦化废水中典型有毒污染物的去除及毒性削减规律;并考察了芬顿氧化与短程硝化反硝化组合工艺连续流处理焦化废水。主要结果如下:(1)采用市政污水厂二沉池污泥进行了短程硝化反硝化工艺的启动、稳定运行实验。高浓度的游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)均可以实现短程硝化,但FNA更适合用于进水NO2--N浓度较高的污水。采用FA控制策略,实现了短程硝化反硝化的长期稳定运行,且能保持较高的亚硝化率,反应器内AOB菌群(Nitrosomonas)丰度大幅上升,NOB菌群(Nitrospira)丰度下降为0。(2)选取苯酚、吲哚、硫氰酸根(SCN-)作为焦化废水中典型代表污染物进行芬顿氧化处理及毒性削减研究,并考察了各污染物最佳的降解参数。结合苯酚、吲哚、SCN-的氧化产物及降解路径,利用ECOSAR软件对反应前后污染物的生物毒性进行了理论计算,发现苯酚、吲哚、SCN-经芬顿氧化后毒性均有下降。生物毒性实验表明,苯酚、吲哚、SCN-分别经过芬顿氧化处理后,毒性均有下降,使得白菜种子的发芽率上升,其三日平均根长分别由0.64 cm增加至2.04 cm(苯酚),1.62 cm增加至2.37 cm(吲哚),由2.65 cm增加至3.38 cm(SCN-)。(3)进行了生物预处理-芬顿氧化-生物深度脱氮的组合工艺连续流处理实际焦化废水的研究。采用生物预处理(SBR间歇曝气)焦化废水后,COD去除率约为80%,SCN-去除率约为90%,可有效削减有毒污染物负荷,但其出水对后续生物脱氮仍有强烈抑制作用。此时采用芬顿氧化能有效削减生物预处理出水的生物毒性,最终实现生物预处理-芬顿氧化-短程硝化反硝化组合工艺出水TN为~40 mg/L,COD为~200 mg/L。
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