使用離心萃取機(jī)對焦化廢水中酚類有機(jī)物的去除特性研究

????本研究用萃取法對陜北恒源煤化有限公司的高酚焦化廢水進(jìn)行萃取脫酚預(yù)處理，并對萃取脫酚的影響因素進(jìn)行了分析，進(jìn)一步對預(yù)處理后的焦化廢水進(jìn)行了后續(xù)處理實驗。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用微生物固定化方法處理含酚模擬廢水，為將其應(yīng)用于焦化廢水的處理提供基礎(chǔ)資料。研究結(jié)果表明:

????1)萃取時間為8min,磷酸三丁酷煤油濃度為30%，溫度低于40℃?,pH低于8.0，萃取比(油/水)R為1:2時，經(jīng)過萃取后分水揮發(fā)酚濃度由 4165mg/L降低到127.62mg/L，去除率高達(dá)96.94%，而，萃取劑經(jīng)過氫氧化鈉溶液反萃取再生后，萃取劑的回收利用率可達(dá)94.25%以上。

????2)將萃取脫酚預(yù)處理后的焦化廢水采用化學(xué)沉淀法除氨，結(jié)果表明，當(dāng)n(Na2HPO4)12H2O?) : n (NH4+)為0.8以上時，NH4+-N的去除率可達(dá)91.66%以上。而用空氣吹氨法除氨時，NH4+-N的去除率能達(dá)到31.35% 。

????3)將脫酚、除氨、稀釋后的焦化廢水經(jīng)微生物生化降解、混凝沉淀、活性炭吸附處理，出水中揮發(fā)酚、COD,氨氮分別由降低0.49mg/L , ?16.25 mg/L ,84.92mg/L，去除率分別達(dá)到99.99%, ?99.53%, ?99.73%，滿足廢水回用要求。

4)進(jìn)一步采用活細(xì)胞固定化方法處理含酚模擬廢水，研究結(jié)果表明，從馴化后的活性污泥中篩選所得的高效苯酚降解菌XA05，對于苯酚起始濃度低于957mg/L的培養(yǎng)液，36h的降解效率均可高達(dá)99.44% ; ?XA05的最佳固定化方法為PVA冰凍解凍法，PVA濃度為10%、微生物濃度為4%;對于不同溫度與pH的模擬廢水，PVA生物膜表現(xiàn)出比游離細(xì)菌更好處理效果。

1焦化廢水的來源與特點

焦化廢水是煤在進(jìn)行高溫干餾、煤氣凈化與在一些化工產(chǎn)品的精致過程中產(chǎn)生出來的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。但由于各焦化廠的生產(chǎn)工藝與原料的不盡相同，導(dǎo)致其水質(zhì)與水量會存在一定的波動，就總體來說其成分復(fù)雜、多變，廢水中含有酚類、NH3-N ,氰、氟離子等大量有毒有害物質(zhì)，COD濃度一般在1000- 3000mg/L之間，而其中的苯酚與其衍生物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)60.08%以上，NH3-N濃度則在200mg/L以上，是一種比較難生物降解的有機(jī)工業(yè)廢水（使用離心萃取機(jī)對焦化廢水中酚類有機(jī)物的去除特性研究）

2焦化廢水的危害

????焦化廢水除含有酚類有毒物質(zhì)外、還含有多環(huán)芳烴類、NH3-N,氰、氟離子等大量有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)隨廢水排入天然水體會對環(huán)境與人類造成嚴(yán)重的危害。

????其中的多環(huán)芳烴類物質(zhì)通常為強(qiáng)致癌物質(zhì)，并且很難降解，若不對其進(jìn)行處理而直接排放，不但會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且會對人類健康造成直接的威脅。

????廢水中的氨氮與硝酸鹽氮若隨廢水進(jìn)入天然水體，會改變原水體環(huán)境的氮平衡，水體中某些特種的自養(yǎng)型生物會大量生長，導(dǎo)致水體中的溶解氧被大量消耗，最終導(dǎo)致水質(zhì)惡化。而飲用水若受到了氨氮的污染，在加氯消毒的過程中，水中的氯與氨氮發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生致癌物質(zhì)三鹵甲烷或氯胺，危害人類健康。

其中的氰化物為劇毒物質(zhì)，其可以與人體內(nèi)的高鐵細(xì)胞色素酶相結(jié)合，使其失去傳遞氧的能力，最終會導(dǎo)致組織缺氧窒息（使用離心萃取機(jī)對焦化廢水中酚類有機(jī)物的去除特性研究）

國內(nèi)外處理現(xiàn)狀與發(fā)展

????目前，國內(nèi)外對焦化廢水的處理主要主要通過該一級預(yù)處理+二級生化處理+三級深度處理來完成。首先對廢水進(jìn)行一定的預(yù)處理，降低廢水中影響生化處理正常進(jìn)行的油類、酚類、氨氮等，確保生化處理的有效進(jìn)行。各國采用的處理技術(shù)大體相同，主要以生化處理為主，其中由于活性污泥法處理效率高，廢水處理程度靈活，基建運行費用較低等優(yōu)點，而得到各國的普遍應(yīng)用。

????美國某公司首先將煉焦產(chǎn)生的焦化廢水先用等量湖水進(jìn)行稀釋，使廢水中各物質(zhì)的濃度降低后再由生化法進(jìn)行處理，處理后的廢水可回流用于濕法熄焦。并且美國CHESTER公司研制出的生物脫氮技術(shù)，不僅可使焦化廢水達(dá)到全面排放標(biāo)準(zhǔn)，而且對廢水中苯胺、氟和硝基苯也有很好的去除效果。

????在日本由于其具有排海的優(yōu)勢，在對焦化廢水進(jìn)行處理時，首先會考慮用稀釋法來降低廢水中的有毒有害物質(zhì)濃度，其一般先將廢水稀釋到4~5倍，再進(jìn)過調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)后利用活性污泥法進(jìn)行處理，其出水水質(zhì)的COD降低到50~100mg/L之間，但出水NH3-N的濃度仍高達(dá)500~800 mg/L，可對其用水稀釋后再排海。而有些處理廠會對生化處理后的廢水再進(jìn)行三級深度處理，以求進(jìn)一步提高處理效果，如采用混凝沉淀、活性炭吸附法等，但各方法對氨氮的去除效果仍不顯著。目前，日本在焦化廢水處理高新技術(shù)的研究方面處于國際先進(jìn)水平。如，日本大阪瓦斯公司采用催化濕式氧化技術(shù)來處理焦化廢水，催化劑以TiO2或ZnO2為載體，試驗規(guī)模為6t/d，該裝置經(jīng)運行11000h后，催化劑未出現(xiàn)失效現(xiàn)象，該技術(shù)已得到了擴(kuò)大使用。（使用離心萃取機(jī)對焦化廢水中酚類有機(jī)物的去除特性研究）

????歐洲對焦化廢水的處理普遍采用:預(yù)處理去除焦(油)、氣提除氨，生物法去除酚、氰化物、硫氰化物、硫化物等，再對生化處理后的廢水進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理后外排。目前，歐洲各國已將A-O。法、A2/O法、SBR法與CASS法等成功的應(yīng)用在了焦化廢水處理上，并取得了顯著的效果。

????自從1914年我國第一座焦化廢水廠石家莊將焦化廢水廠修建以來，尤其是20世紀(jì)60年代以來，我國在焦化廢水的處理上取得了很大的進(jìn)步。20世紀(jì)60年代末，我國為解決焦化廢水中酚、氰等物質(zhì)開始了對焦化廢水進(jìn)行生化處理的研究，提出了生物鐵法的處理技術(shù)，并在武鋼、馬鋼等工程中進(jìn)行實際應(yīng)用，使焦化廢水中的酚、氰物質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)成為現(xiàn)實，目前仍被大多數(shù)的鋼鐵企業(yè)所使用。20世紀(jì)70年代末、80年代初，寶鋼由日本引進(jìn)了焦化廢水的三級處理工藝和設(shè)備。該技術(shù)是以生化法為核心，脫酚、蒸氨、活性炭吸附等方法相協(xié)調(diào)而組成的聯(lián)合工藝。但由于活性炭再生困難，寶鋼也只是使用了一段時間后而棄之不用。20世紀(jì)70-80年代，上流式厭氧污泥床、厭氧生物濾池等厭氧工藝相繼產(chǎn)生。20世紀(jì)90年代初我國清華大學(xué)對首鋼的焦化廢水進(jìn)行了厭氧、好氧法處理的比較試驗，為焦化廢水處理的發(fā)展做出來新的貢獻(xiàn)，目前，對于焦化廢水的處理仍在不斷改進(jìn)與完善中。（使用離心萃取機(jī)對焦化廢水中酚類有機(jī)物的去除特性研究）

??目前，國內(nèi)對焦化廢水的處理依舊主要采用一級預(yù)處理+二級生化處理，在二級生化處理出水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時，對其會進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理。目前，主要的二級生化處理有:A/O工藝、A2/O工藝與A/O2等工藝。

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