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焦化废水主要来自煤化工生产过程,含有大量有毒成分,难降解、可生化性差,焦化废水中可溶性有机物主要包括高浓度的酚、氰化物、多环芳烃、杂环化合物、氨氮等。目前焦化废水处理工艺大都存在处理效率低、工艺操作复杂、处理费用高昂等问题,为了寻求焦化废水高效处理工艺的新突破,本论文基于对焦化废水中可溶性有机物的组分分析,分别采用酚醛缩合、臭氧氧化和催化加氢法处理焦化废水中可溶性有机物。研究内容和得出的结论如下:(1)以甘肃省某焦化厂炼焦废水为研究对象,使用Amberlite系列XAD-8树脂分离焦化废水中的可溶性有机物,将焦化废水中的有机物分级为疏水酸性有机物(hydrophobic acids,HOA)、疏水碱性有机物(hydrophobic bases,HOB)、疏水中性有机物(hydrophobic neutral fraction,HON)和亲水性有机物(hydrophilic fraction,HIS),结合GC-MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer)确定了焦化废水中可溶性有机物的种类。本研究共分析出焦化废水中123种有机化合物,其中亲水性组分主要含有小分子有机酸、醇和醚,疏水酸性组分中种类最多的为有机酸和酚类化合物,疏水碱性组分中包含多种胺类和含氮杂环化合物,在疏水中性组分中,酯类占大多数,还有部分多环芳烃、苯系物、酮类化合物。(2)采用酚醛缩合结合臭氧氧化法除酚。本研究分别考察了甲醛与苯酚摩尔比(F/P)、催化剂添加量、反应温度和反应时间对酚类化合物去除效果的影响,结果表明:F/P的增大、酸碱催化剂用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长均可显著提高酚类化合物去除率。当反应条件F/P=2,pH=10.5,温度为95 oC,时间为3 h时,酚类化合物的浓度由9018 mg/L降至764.7 mg/L。酚醛缩合处理后的焦化废水再经2 h臭氧化处理,废水中酚含量由764.7 mg/L降至22mg/L,总除酚率达99.8%。经过除酚处理,焦化废水COD值从71400 mg/L降至18250 mg/L。(3)在Y型沸石晶化前引入镍源,采用原位晶化法合成了系列镍基催化剂,并对其进行了XRF、XRD、TEM、N2物理吸脱附、NH3-TPD、Py-IR和XPS表征,发现合成催化剂的镍含量可高达21.4 wt.%,镍物种具有良好的分散性,且随着活性组分镍引入量的增加,催化剂酸量增多。使用催化加氢法对焦化废水中可溶性有机物进行深度处理,以合成镍基催化剂结合ZSM-5分子筛催化有机物加氢脱氧反应过程,考察了催化剂种类、催化剂添加量、反应温度和反应时间对降低焦化废水COD的影响。结果表明,当反应压力为3 MPa,反应时间为4 h,反应温度为300 ~oC,添加2 wt.%ZSM-5和0.5 wt.%的镍含量为21.4 wt.%的合成镍基催化剂时,COD去除效果最好,从18250 mg/L降至8350 mg/L,去除率达到54.7 wt.%,总COD去除率达到88.3%。