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本课题以宝钢外排焦化废水为研究对象,以人工湿地作为主体处理工艺,辅以铁炭微电解工艺,使处理后出水达到宝钢串接水水质要求后回用。另外,本课题还对人工湿地和铁炭微电解两项技术在削减外排焦化废水生态毒性以及去除外排焦化废水中半挥发性有机物(SVOCs)方面的效果和机理进行了初步探讨。
本课题主要取得了以下一些重要结论:
(1)人工湿地可以明显改善外排焦化废水水质,对浊度和总铁的去除率可以达到80%以上,对氨氮的去除率可以达到60%以上,对COD和总氮的去除率可以达到20%~30%,出水各项指标都满足宝钢串接水水质要求。
(2)宝钢外排焦化废水经铁炭装置处理后,出水的pH、浊度和总铁浓度都会显著升高。曝气会加速铁的消耗,使出水的pH、浊度和总铁浓度进一步升高。在最佳运行工况下,宝钢外排焦化废水经铁炭装置处理后,其B/C可以从0.3提高到0.6左右,可生化性得到了显著改善。但需要定期(一个半月左右)往铁炭装置中补加铁刨花,才能维持其良好的运行效果。
(3)铁炭/人工湿地串联和人工湿地单独处理宝钢外排焦化废水相比,两者pH、电导率、浊度、总钦和总氮等指标的去除效果差别不大,铁炭/人工湿地在COD和氨氮的去除方面比单独人工湿地更有优势。尤其是在冬季气温比较低的情况下,串联了铁炭装置后,人工湿地对COD和氨氮的去除率都会比人工湿地单独处理提高20%左右。
(4)人工湿地能明显削减宝钢外排焦化废水发光细菌毒性,出水平均发光率达到85%左右,属于低毒或无毒;铁炭装置也能很好的削减焦化废水的发光细菌毒性,出水的平均发光率达到84.3%,属于低毒;铁炭与人工湿地串联出水的发光率稳定在80%以上,平均值接近100%,基本可认为无毒。
(5)人工湿地对进水中检出的各类SVOCs的去除率范围大致为30%~90%,平均去除率达到70%左右;铁炭装置对各类SVOCs的去除率范围大致为20%~60%,平均去除率达到46%;铁炭装置与人工湿地串联能更好的去除各类SVOCs,总的去除率比单独人工湿地提高了近10%,达到80%以上。在人工湿地砾石填料表血的吸附物和美人蕉植物组织中都检出了大量的SVOCs,表明填料和植物都对人工湿地去除难降解有机物起到了一定的帮助。