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焦化废水经生物处理后出水中COD及色度不能满足新《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189180-2002),出水中仍残留部分不能被微生物所利用的有机物。这些有机物大多会引发癌变、畸变和突变,还具有毒性,有可能会威胁生态安全和人类健康。因此迫切需要对焦化废水进行深度处理。本文以山西省太原市某焦化厂焦化废水生物处理出水为研究对象,采用活性炭、磁性活性炭分别激活过硫酸盐对其进行深度处理。采用活性炭激活过硫酸盐深度焦化废水生物处理出水,考察了在活性炭激活时过硫酸盐的降解速率,单一活性炭对焦化废水生物处理出水的吸附性能,pH、活性炭投加量和过硫酸盐投加量对生物处理出水的处理效果的影响等。采用磁性活性炭激活过硫酸盐深度处理焦化废水生物处理出水,考察了磁性活性炭CuFe2O4/AC质量比例的影响,单一磁性活性炭对焦化废水生化出水的吸附性能,pH和磁性活性炭投加量和过硫酸盐投加量对生物处理出水的处理效果的影响等,采用比表面积、傅里叶红外光谱、磁滞线等分析其机理,得到以下结论:(1)单一活性炭对焦化废水生物处理出水中TOC的吸附在360 min时达到平衡,且吸附动力学符合假二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。经过硫酸盐氧化后的活性炭的吸附性能下降。此结果与活性炭表面的羧基、内酯基和酚羟基这些酸性官能团数量的增加和零电荷点下降有关。过硫酸盐的降解符合假一级动力学模型。活性炭激活过硫酸盐深度处理焦化废水生物处理出水的最佳条件:不调节pH,[AC]=4 g/L,[K2S2O8]=6 g/L,反应时间为360 min。在此条件下,出水TOC、色度和UV254分别为19.03 mg/L、0.048 m-1 和 0.325 m-1,TOC、色度和 UV254 去除率分别为 86.36%、94.62%和94.53%。对活性炭激活过硫酸盐深度处理焦化废水生物处理出水的过程中TOC被降解去除、吸附去除以及残留在水溶液中的各部分的比例分布随时间的变化进行分析。结果表明:360 min时,吸附去除的TOC占37.92%,降解去除的TOC占47.59%,残余的TOC占14.49%。(2)磁性活性炭激活过硫酸盐深度处理焦化废水生物处理出水时,CuFe2O4/AC质量比例为1:1.5的1.5-MACC对TOC和色度的去除率最大,分别为达到86.43%和98.15%。UV254的去除率随着CuFe2O4/AC质量比例的增加而减小,CuFe2O4/AC质量比例为1:1的1-MACC对UV254的去除率最大,为82.55%。综合考虑选CuFe2O4/AC最佳质量比例为1:1.5。单加1.5-MACC对焦化废水生化出水中TOC的吸附在360 min时达到平衡,且吸附动力学符合假二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。磁性活性炭激活过硫酸盐深度焦化废水生物处理出水的最佳条件:不调节pH,[1.5-MACC]=5 g/L,[K2S2O8]=4 g/L,反应时间为360 min。在此条件下,出水TOC、色度和 UV254 分别为 20.37 mg/L、0.046 m-1 和 0.554 m-1,TOC、色度和UV254去除率分别为85.38%、95.18%和90.72%。对磁性活性炭激活过硫酸盐深度处理焦化废水生物处理出水的过程中TOC被降解去除、吸附去除以及残留在水溶液中的各部分的比例分布进行分析。360min时,吸附去除的TOC占31.37%,降解去除的TOC占56.75%,残余的TOC占11.88%。对磁性活性炭及经过硫酸盐氧化后磁性活性炭进行比表面积、酸碱度滴定及傅里叶红外分析表明:磁性活性炭经过硫酸盐氧化后比表面积减小、零电荷点降低,酸性含氧官能团含量增多。傅里叶红外分析也证实酸性含氧官能团的增多。1.5-MACC的饱和磁化强度为10.9 emu/g。(3)采用活性炭和磁性活性炭激活过硫酸盐分别在其最佳工况条件下对焦化废水生物处理出水进行处理对比。AC/S2O82方法对TOC、COD和UV254的去除效果优于MACC/S2O82方法。AC/S2O82方法出水的TOC、COD和 UV254 分别为 14.69 mg/L、49.82 mg/L 和 0.281 cm-1,MACC/S2O82 方法出水TOC、COD 和 UV254 分别为 21.03 mg/L、81.41 mg/L 和 0.571 cm-1。两种方法对色度的去除效果基本一致,均小于30倍。经两种方法处理后的出水水质均达到了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012),且AC/S2O82方法出水达到进入后续双膜工艺处理的要求。(4)通过处理效果和经济性能上分析,优选活性炭激活过硫酸盐深度处理焦化废水生物处理出水。