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随着我国焦化工业的快速发展，每年将产生更多的焦化废水，以及作为焦化废水处理过程中副产物的污泥。该焦化废水成分复杂，含有大量的难降解有机污染物，具有较大的生物毒害作用。多氯代二苯并二噁英/呋喃(PCDD/Fs)和多溴代二苯并二噁英/呋喃(PBDD/Fs)就是其中的一类典型的难降解有机污染物。PCDD/Fs和PBDD/Fs是两类结构相同，性质类似的氯代和溴代芳香族有机污染物，在环境中具有长期残留性、生物蓄积性和高毒性，也具有突出的致癌、致突变、致畸形的“三致”作用，故备受世界各国的关注。目前国内外对PCDD/Fs的研究较多，但是关于焦化废水中的PCDD/Fs和PBDD/Fs的研究尚缺乏报道。鉴于此，本文以实际焦化废水处理工程为平台，开展了如下研究。
首先，以两级高效厌氧生物流化床和内循环好氧生物三相流化床A/O1/H/O2工艺为核心的广东韶钢集团的焦化废水二期处理工程为平台，通过结合工艺原理及工程运行统计数据，采用高分辨气相色谱(HRGC)/高分辨质谱(HRMS)13C稳定同位素内标稀释法来测定原水、外排水、外排泥中PCDD/Fs和PBDD/Fs的污染水平和去除效果。检测数据表明，焦化废水处理过程中原水、外排水、外排泥中17种2，3，7，8-PCDD/Fs总浓度分别为11.25 pg/L、2.74 pg/L、96.45 pg/g dw，对应的毒性当量总浓度分别为0.33 pg I-TEQ/L、0.06 pg I-TEQ/L、0.85 pg I-TEQ/g dw。原水、外排水、外排泥中8种PBDD/Fs的总浓度分别为1.94 pg/L，0.28 pg/L和2.24pg/g dw，对应的毒性当量总浓度分别为0.77 pg I-TEQ/L，0.14 pg I-TEQ/L和0.46pg I-TEQ/g dw。由此计算了焦化废水处理过程中废水中PCDD/Fs单体(除HxCDDs外）和PBDD/Fs单体的去除率范围分别为50.8～99.9％和75～100％，说明采用两级高效厌氧生物流化床和内循环好氧生物三相流化床A/O1/H/O2工艺能较好地去除焦化废水中的2，3，7，8-PCDD/Fs和2，3，7，8-PBDD/Fs。
其次，根据焦化废水处理过程中各单元废水和污泥中PCDD/Fs和PBDD/Fs的赋存分布和迁移转化，研究焦化废水处理过程中PCDD/Fs和PBDD/Fs的削减机制、去除途径和生成机理。焦化废水经除油池后，随焦油的去除，2，3，7，8-PCDD/Fs总浓度减少了44％。在调节池中由于污泥消化上清液的回流，PCDD/Fs总浓度有所增加。焦化废水经生物系统A/O1/H/O2四个单元处理和沉淀池后，发现大部分2，3，7，8-PCDD/Fs单体浓度都大幅度减少，去除率达到了38％～100％，但是1，2，3，4，7，8-HxCDD和1，2，3，6，7，8-HxCDD浓度反而增加了，而且厌氧池和水解池废水中PCDD/Fs的浓度分别高于调节池和一级好氧池中PCDD/Fs的浓度，相应地，厌氧池和水解池活性污泥中PCDD/Fs的浓度也要高于好氧池活性污泥中PCDD/Fs的浓度。对PCDD/Fs和PBDD/Fs进行物料衡算得知PCDD/Fs和PBDD/Fs去除的主要途径是吸附和沉淀到污泥中和随焦油去除，2，3，7，8-PCDD/Fs和2，3，7，8-PBDD/Fs总量随这两种途径的去除率分别是48％和4.8％，59％和21.7％，并首次发现焦化废水处理过程的生物系统生成了大部分2，3，7，8-PCDD/Fs单体和某些2，3，7，8-PBDD/F单体，其主要组分为OCDD/F和1，2，3，4，7，8/1，2，3，6，7，8-HxBDD。
再次，根据水相和颗粒相中PCDD/Fs的不同浓度，研究了PCDD/Fs的水/固分配情况。原水、除油池、调节池和外排水中PCDD/Fs在颗粒相的含量范围分别约为50～100％、50～96％、67～100％和50～100％。研究表明，logKoc和logKow有着良好的线性关系，四到八氯代-PCDFs的相关性方程:logKoc=1.3 logKow-0.97(R2=0.88)（原水），logKoc=1.2 logKow+0.18(R2=0.86)（除油池），logKoc=1.04 logKow+1.26(R2=0.69)（调节池），logKoc=1.31 logKow-0.02(R2=0.70)（外排水）。四到八氯代-PCDDs的相关性方程:logKoc=0.61 logKow+3.46(R2=0.64)（原水），logKoc=0.49 logKow+4.65(R2=0.72)（除油池），logKoc=0.48 logKow+4.54(R2=0.97)（调节池），logKoc=0.44 logKow+5.43(R2=0.77)（外排水）。
本论文对焦化废水处理过程中的PCDD/Fs和PBDD/Fs的污染水平、赋存分布、迁移转化以及去除途径和生成机理进行调查研究，以期为优化调控废水的处理过程和有效削减废水中的二噁英类化合物提供技术支撑，以期为焦化废水中二噁英环境标准的制定和废水回用提供理论依据。