学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

A_2-O_2生物滤池工艺处理焦化废水及其GC-MS分析

作　者: 秦君
导　师: 董川；郭栋生
学　校: 山西大学
专　业: 药物分析学
关键词: 焦化废水 A2-O2 生物滤池焦碳 GC-MS 固相萃取
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 95次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

焦化废水是煤制焦碳、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水。焦化废水成分复杂,水质随原料煤的组成和炼焦工艺而变化。煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素,在干馏过程中转变成各种氧、氮、硫的有机和无机化合物。我国是世界第一大焦碳生产、出口国,焦化行业废水排放量相当大。据国家冶金行业权威机构的最新统计,国内90%以上的焦化企业对焦化废水的处理效果不理想,不能达标排放。焦化废水的大量排放,不但会对环境造成严重污染,同时也直接威胁到人类的健康。所以,改善和解决焦化废水对环境的污染问题已是当务之急。曝气生物滤池（BAF）处理焦化废水切实可行,且高效、稳定;这种工艺集过滤、生物吸附和生物氧化于一体,相对于无填料的其他生物膜处理技术,有挂膜期短、挂膜稳定等优点;生物膜面积也更大,微生物密度更高;生物膜对反硝化/硝化细菌固定、截留作用更优异;还具有基建费用低,管理维护成本低等优点。因此,近年来关于BAF的研究与应用逐渐成为热点,国外已有大量采用该工艺的处理厂投入使用,我国在此领域技术与应用发展也相当迅速。焦化废水中包含有机污染物种类众多,各种物质的物理化学性质各异,而GC-MS法的特性决定了它在焦化废水分析方面发挥不可替代的作用。GC-MS法分析检测流程是将焦化废水样品进行前处理以后注入GC,分离成单个组分并进入MS,则可得到各组分的质谱图,每种化合物的质谱图是每个组分的特征,因此而对组分定性,由组分的色谱图则可得到组分的含量。目前已有研究利用GC-MS法对焦化废水作分析,也有学者尝试用固相萃取法对焦化废水水样萃取前处理。本文基于BAF工艺,设计了一种A₂-O₂生物滤池处理系统。对该系统的挂膜,出水水质,以及运行参数的考察,表明采用市售焦碳作为填料挂膜期短,处理效果良好,稳定。系统进水有机负荷承受力较好,进水COD与NH₄-N浓度分别为1800-2800 mg/L和100-200 mg/L;在较小回流比和较短水力停留时间条件下对焦化废水降解效果为COD:87.6%、NH₄-N:84.6%、酚:≥99%;优化运行参数,将水力停留时间和回流比分别延长后,处理效果得到一定提高,出水COD降为约200mg/L,NH₄-N浓度可达到国家一级排放标准。焦化废水各项污染指标在经过各个反应池后逐级降低,其中缺氧段A₂对于COD去除幅度最大,NH₄-N浓度在好氧段O₁下降最为显著,挥发酚类仅在A₁和A₂阶段的去除率就可达到90%以上,由此可知,挥发酚类的去除主要为生物降解,而非曝气吹脱。另外,我们还利用GC-MS法对焦化废水和分别经厌氧、缺氧、好氧处理后的水样做定性分析,并分析了各反应池中不同有机物的处理机理,发现有机物的去除受其本身分子结构、降解优势菌生长繁殖条件等多种因素影响。不同物质去除机理各异。对比固相萃取和液-液萃取后水样GC-MS检测结果发现,固相萃取法相对于液-液萃取法吸附效率更高,但其可萃取有机物种类范围较小,不适合作为主要前处理方法,可以作为液-液萃取技术的补充、辅助手段。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章文献综述  12-23
  1.1 焦化废水简介  12-14
    1.1.1 焦化工艺及废水来源  12-13
    1.1.2 焦化废水的生物处理工艺  13-14
  1.2 生物滤池法处理焦化废水  14-17
    1.2.1 生物滤池原理  14-15
    1.2.2 曝气生物滤池评价  15-16
    1.2.3 国内外研究与应用动态  16-17
  1.3 存在的问题及解决方案  17-18
  1.4 焦化废水分析方法研究进展  18-19
  1.5 GC-MS法中的水样前处理  19-21
    1.5.1 液-液萃取法  19
    1.5.2 顶空萃取法  19-21
    1.5.3 固相萃取技术  21
  1.6 选题目的与意义  21-23
第二章 A_2-O_2滤池处理焦化废水研究  23-29
  2.1 引言  23
  2.2 实验部分  23-24
    2.2.1 处理系统与运行条件  23-24
    2.2.2 实验用水来源  24
    2.2.3 水质分析方法  24
    2.2.4 仪器  24
  2.3 结果与讨论  24-26
    2.3.1 运行参数与数据  24-25
    2.3.2 A_2-O_2滤池处理效果  25-26
  2.4 各反应池处理机理  26-27
    2.4.1 厌氧池A_1  26
    2.4.2 缺氧段A_2  26-27
    2.4.3 两级好氧O_1和O_2  27
  2.5 实验改进探讨  27
  2.6 结论  27-29
第三章焦化废水处理机理的GC-MS分析  29-43
  3.1 引言  29
  3.2 仪器和方法  29-30
    3.2.1 样品的液-液萃取前处理  29
    3.2.2 固相萃取前处理  29
    3.2.3 试剂  29-30
    3.2.4 实验仪器  30
    3.2.5 GC-MS仪器参数  30
    3.2.6 实验方法  30
  3.3 结果与分析  30-36
    3.3.1 各水样GC图谱  30-33
    3.3.2 焦化废水成份分析  33-36
  3.4 各反应池降解机理  36-39
    3.4.1 A_1降解机理  36-37
    3.4.2 A_2降解机理  37-38
    3.4.3 好氧段O_1和O_2降解机理  38-39
  3.5 固相萃取对照研究  39-42
  3.6 结论  42-43
第四章总结与展望  43-45
  4.1 系统运行参数与处理效果  43-44
    4.1.1 HRT对处理效果影响  43
    4.1.2 有机负荷对处理效果的影响  43-44
  4.2 GC-MS分析焦化废水展望与改进  44-45
参考文献  45-49
附录  49-50
致谢  50-51

A_2-O_2生物滤池工艺处理焦化废水及其GC-MS分析

内容摘要

全文目录

相似论文