【摘 要】
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河北省某钢铁企业在炼焦生产中产生大量焦化废水反渗透浓水,废水中含有的有机物种类复杂且可生化性较低,同时废水中的NH3-N、TN含量高,难以达到排放标准。因此,开发出一套能够实现该废水达标排放的处理工艺具有重要意义。课题以焦化废水反渗透浓水为研究对象,提出O3/H2O2-A/O/反硝化滤池-活性炭吸附组合工艺对其进行处理,研究其去除COD、NH3-N、TN等指标时的最佳工艺条件参数。为同类废水的处理
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河北省某钢铁企业在炼焦生产中产生大量焦化废水反渗透浓水,废水中含有的有机物种类复杂且可生化性较低,同时废水中的NH3-N、TN含量高,难以达到排放标准。因此,开发出一套能够实现该废水达标排放的处理工艺具有重要意义。课题以焦化废水反渗透浓水为研究对象,提出O3/H2O2-A/O/反硝化滤池-活性炭吸附组合工艺对其进行处理,研究其去除COD、NH3-N、TN等指标时的最佳工艺条件参数。为同类废水的处理提供了一定参考。实验结果表明:对COD测定国标法(HJ 828-2017)和快速消解法(HJ/T 399-2007)进行改进和对比,结果表明在0~4000 mg/L氯离子浓度范围内,增加硫酸汞溶液的浓度都可以提升两种测试方法的准确度。对于实际焦化废水SY1、SY2采用国标法(HJ 828-2017)和快速消解法(HJ/T 399-2007)测定结果一致,且符合实验精度的要求。采用O3/H2O2催化氧化作为一级处理工艺。对于该反渗透浓水,通过单因素和响应面实验的设计,得到各因素影响COD去除率的主次顺序为O3质量流量>氧化时间>H2O2投加量>初始p H。同时,O3质量流量和氧化时间、氧化时间和p H之间存在极显著的交互关系。O3质量流量和H2O2投加量、氧化时间和H2O2投加量之间存在显著交互关系。模型确定的最佳工艺参数为O3质量流量0.38 g/h,氧化时间为47.7 min,初始p H为9、H2O2投加量为26.9 mg/L,此时对COD去除率进行实际测定值为40.3%,而通过模型模拟值为40.6%,两者相对误差仅0.3%。采用A/O/反硝化滤池作为生物处理工艺。A/O/反硝化滤池体系连续运行30个周期后,A/O反应器内污泥指标和状态良好,去除废水中的污染物效果稳定。通过A/O/反硝化滤池工艺处理,最终出水COD、NH3-N、NO3-N、TN出水浓度分别为85.0、11.4、5.1、41.7 mg/L,去除率分别为21.5%、86.2%、97.6%、87.0%。出水COD、NH3-N、TN达到《炼焦化学工业污染物排放标准GB 16171-2012》间接排放标准要求。采用活性炭吸附作为三级处理工艺。对于该实验废水,木质粉末活性炭吸附效果要优于煤质粉末活性炭。通过单因素实验确定最佳工艺参数为p H=4、亚甲基蓝值为18 ml/g、温度为298 K、吸附时间为120 min、活性炭投加量为1.5 g/L。此条件下活性炭吸附出水COD、NH3-N、TN浓度分别为40.1、10.8、35.9 mg/L,去除率分别为52.8%、5.6%、13.8%。此时出水COD达到《炼焦化学工业污染物排放标准GB 16171-2012》直接排放标准要求。氨氮、总氮达到间接排放标准要求。Langmuir模型可以较好模拟活性炭吸附过程。该模型表明活性炭吸附过程为化学吸附控制过程。准二级动力学方程拟合的相关性系数R~2为0.9991,计算所得qe(34.07 mg/g)与实验所得qe(32.6 mg/g)比较接近。表明准二级动力学方程可以更好的预测活性炭吸附过程。
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