焦化废水生物工艺中含氮化合物的转化及臭氧选择性氧化过程分析
本文关键词:焦化废水生物工艺中含氮化合物的转化及臭氧选择性氧化过程分析,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】:富氮缺磷是焦化废水的特征之一。面临新国标中提出的总氮20mg/L的排放要求,在选择脱氮工艺时不仅需要考虑工艺本身的脱氮效率,更要考虑目标水质的总氮组成情况。建立适用于焦化废水的总氮组成评价体系,可以明确焦化废水的总氮组成情况,为焦化废水脱氮工艺的优化设计提供指导和依据。 焦化废水含氮化合物存在多组分与多种形态,在废水处理过程中的利用与顺序影响工艺条件与达标可行性,通过识别含氮化合物的种类并了解其转化可以获得优化的运行工况。为考察含氮化合物的去除过程,在实际生产330×104t·a-1焦炭的焦化废水处理工程O/H/O(aerobic/hydrolysis/aerobic)生物工艺中,检测原水与生物出水中含氮化合物的种类与形态,检测各单元工艺中无机氮及部分有机氮化合物的浓度,分析特征化合物的转化。结果表明,焦化废水原水中含有的无机氮化合物主要为NH4+-N(33.6%)、氰化物(7.5%)、硫氰化物(40.4%),NO2--N及NO3--N的含量约为1%,折算总氮浓度约为240mg·L-1,占82.5%左右;有机氮当中,可检测到胺类14种,有机腈类22种,含氮杂环化合物76种,以总氮形式表达其浓度低于50mg·L-1,约占17.5%。处理过程中,O1反应器能够把氰化物、硫氰化物氧化为氨氮,有机氮发生形态改变;H反应器中,环状含氮化合物通过水解作用实现分子开环转变为氨氮,回流液中的硝态氮实现反硝化转变为氮气;O2反应器能够将低价状态的含氮化合物转变为硝态氮;生物出水中,硝态氮占总氮的70%以上;含氮化合物的转化受反应器的性质与运行条件控制,表现出复杂性。研究指出,焦化废水总氮的控制需要依据含氮化合物种类与形态判断、工艺组合以及条件优化的综合考虑。 针对焦化废水中总氮的核心组分——硫氰化物,选择臭氧作为氧化剂,,考察不同臭氧浓度、溶液初始pH以及金属离子的络合作用下,反应过程及反应终产物的变化。结果表明,SCN-可以被O3直接氧化降解;在中性到酸性条件下,O3氧化SCN-的主要终产物是CN-和NO3-;在强碱性体系中,O3氧化SCN-的主要终产物是OCN-和NO3-;体系中NO3-的生成是CN-或OCN-与O3直接反应的结果,并非NH4+被O3氧化而生成的;在O3氧化SCN-的体系中加入金属离子Fe3+、Zn2+、Cu2+,在反应初期金属离子与SCN-的络合作用会“捆绑”SCN-,减慢其与O3的反应速率,同时由于金属离子对某些产物的络合作用,或是对中间某一步反应的促进作用,使得反应终产物的组成发生变化。
【关键词】:焦化废水 生物工艺 总氮 含氮化合物 选择性氧化
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X784;X703
【目录】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第一章 绪论12-25
- 1.1 焦化废水的概述12
- 1.2 焦化废水生物脱氮理论及工艺介绍12-17
- 1.2.1 A/O 工艺13
- 1.2.2 A/O2工艺13-14
- 1.2.3 A2/O 工艺14
- 1.2.4 O/A/O 工艺14-15
- 1.2.5 A2/O2、A/O/A/O 等多级组合工艺15
- 1.2.6 短程硝化反硝化与 SHARON 工艺15-16
- 1.2.7 同步硝化反硝化(SND)16
- 1.2.8 厌氧氨氧化与 ANAMMOX 工艺16-17
- 1.3 焦化废水几种含氮化合物的生物降解17-20
- 1.3.1 含氮杂环化合物的生物降解17-18
- 1.3.2 苯胺的生物降解18
- 1.3.3 含氰化合物的生物降解18-20
- 1.4 化学氧化法处理硫氰化物综述20-23
- 1.4.1 硫氰化物的特性及来源20-21
- 1.4.2 硫氰化物的化学氧化研究进展21-23
- 1.5 研究意义和内容23-25
- 1.5.1 研究目的和意义23-24
- 1.5.2 研究内容24-25
- 第二章 焦化废水总氮组成评价体系的建立25-33
- 2.1 引言25
- 2.2 实验材料与方法25-27
- 2.2.1 实验材料25-26
- 2.2.2 实验仪器及分析方法26
- 2.2.3 实验方法26-27
- 2.3 结果与讨论27-31
- 2.3.1 主要含氮化合物的总氮分析效率27-29
- 2.3.2 焦化废水的总氮组成评价体系29
- 2.3.3 焦化废水的总氮组成评价体系的应用29-31
- 2.4 本章小结31-33
- 第三章 O/H/O 生物工艺中焦化废水含氮化合物的识别与转化33-46
- 3.1 引言33-34
- 3.2 O/H/O 生物处理工艺介绍34-35
- 3.2.1 工程介绍34-35
- 3.2.2 设计与运行参数35
- 3.3 实验材料与方法35-36
- 3.3.1 实验材料35-36
- 3.3.2 实验仪器及分析方法36
- 3.3.3 评价方法36
- 3.4 结果与讨论36-44
- 3.4.1 废水中含氮化合物的检出与变化36-39
- 3.4.2 O/H/O 生物工艺中含氮化合物的转化39-44
- 3.5 本章小结44-46
- 第四章 含氮化合物臭氧氧化过程的产物分析——以硫氰化物为例46-59
- 4.1 引言46-47
- 4.2 实验材料与方法47-49
- 4.2.1 实验材料47
- 4.2.2 实验仪器及分析方法47-48
- 4.2.3 实验方法48-49
- 4.3 结果分析49-58
- 4.3.1 臭氧浓度的影响49-52
- 4.3.2 初始 pH 的影响52-55
- 4.3.3 金属离子络合作用的影响55-58
- 4.4 本章小结58-59
- 结论与展望59-61
- 1 结论59-60
- 2 展望60-61
- 参考文献61-68
- 攻读硕士学位期间取得的研究成果68-69
- 致谢69-70
- 附件70
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁林江,彭党聪,王志盈;短程硝化—反硝化生物脱氮[J];中国给水排水;2000年02期
2 郑俊;毛异;宁靓;程晓玲;;焦化废水生化处理后有机物的臭氧氧化降解与转化[J];中国给水排水;2011年21期
3 李长太;张燕生;;焦化废水生物脱氮研究进展[J];工业水处理;2008年02期
4 马昕;吴云生;张涛;寇彦德;李玮;;O_1/A/O_2工艺处理高浓度焦化废水[J];工业水处理;2012年02期
5 郑中原;赵翠;温东辉;唐孝炎;;喹啉降解菌BW004的分离、鉴定及降解特性[J];北京大学学报(自然科学版);2013年04期
6 谢新立;王欣;;短程硝化反硝化生物脱氮的影响因素分析[J];工业用水与废水;2011年02期
7 潘霞霞;李媛媛;黄会静;任源;韦朝海;;焦化废水中硫氰化物的生物降解及其与苯酚、氨氮的交互影响[J];化工学报;2009年12期
8 李瑞华;韦朝海;吴超飞;吴锦华;谭展机;卢彬;陈锡通;刘礼;;吹脱法预处理焦化废水中氨氮的条件试验与工程应用[J];环境工程;2007年03期
9 曾虹燕;姜和;雷光辉;刘庭亮;;高效降氰菌群的构建及降解特性[J];环境工程学报;2008年04期
10 李媛媛;潘霞霞;邓留杰;任源;卢彬;韦朝海;;A/O_1/H/O_2工艺处理焦化废水硝化过程的实现及其抑制[J];环境工程学报;2010年06期
本文关键词:焦化废水生物工艺中含氮化合物的转化及臭氧选择性氧化过程分析,由笔耕文化传播整理发布。
本文编号:414074
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/414074.html