随着我国经济的快速发展,焦化废水的排放量日趋增加,对水环境所造成的污染日益严重。目前很多针对工业废水进行深度处理的研究取得相当的成效,且节水和回用效果显著；但就焦化厂生化出水深度处理和回用研究,并使出水达到国家一级排放标准(COD<50 mg/L;总氰<0.5 mg/L)的研究鲜有报道。 本论文以焦化厂生化出水为研究对象,为焦化废水深度处理和回用提供重要的实际应用技术和技术储备,考察了混凝、Fenton氧化、活性炭吸附以及相应的组合工艺混凝+Fenton氧化、混凝+生物活性炭、Fenton+生物活性炭等工艺对该废水的深度处理效果,优化了工艺条件,对各单元处理过程和机理进行了解释和分析,并提出Fenton+生物活性炭工艺是焦化厂生化出水回用最行之有效的深度处理工艺。 研究表明混凝沉淀对水样中化学耗氧量、颜色VIS380、芳香基团有机物UV254均有很好的去除效果,在三种常用混凝剂氯化铁,硫酸铝和聚合硫酸铁(PFS)中,聚合硫酸铁混凝去除效果最佳,同时混凝沉淀对水样中总氰有一定的去除效果。Fenton氧化对该水样中有机成分去除效果明显,Fe2+和H2O2投加量分别为56mg/L,27.2mg/L时,各指标的去除率可达50％以上,并对总氰有较好的去除效果,单独使用Fenton氧化可以使出水总氰浓度降低至0.5 mg/L以下。混凝+Fenton氧化工艺充分发挥了混凝沉淀有效去除大分子污染物和Fenton氧化对小分子污染物的矿化作用二者的优势,明显提高了三种指标的去除率,使污染物得以有效去除；焦化厂生化出水经处理后SUVA值有明显降低,表明混凝和Fenton氧化对提高该水样的生化性效果明显；该工艺不仅保证了回用水水质,同时完全保证了出水总氰浓度达标,但该工艺产生的化学污泥较多,增加了处理成本。 在实际应用活性炭吸附工艺之前对炭型进行筛选,确定最适宜的炭型以提高处理效果和降低成本是非常必要的,四项性能指标可以准确的评价炭型的吸附性能。采用活性炭对焦化厂生化出水进行深度处理时,煤质炭效果最好而且价格便宜,是处理该废水的最佳炭型。对于生化出水而言,国外炭GAC830和F300表现出良好优势,国内炭原煤破碎炭和新华PJ8×30与其性能相差不大,国内两炭型对于吸附处理混凝后焦化废水表现出了明显优势。 混凝、Fenton氧化和臭氧氧化预处理工艺不仅能有效去除有机污染物,强化活性炭的吸附性能,而且能有效果的提高废水水样的可生化性,长期使用强化活性炭吸附工艺时,活性炭塔提供了微生物生长的良好环境,并达到生物活性炭的功能。混凝和活性炭吸附对焦化厂生化出水整体和小于1kD范围内的有机污染物的去除效果相当,对于大于10kD范围内有机污染物的去除能力,混凝沉淀优于活性炭；Fenton氧化对各个范围内的有机污染物去除效果均优于活性炭吸附；强化活性炭吸附工艺深度处理焦化厂生化出水,充分发挥了各单元的优势,相辅相成,使水样中整体有机污染物得以有效去除。由于臭氧处理成本较高,相比较而言不是最佳的处理工艺。 H2O2作为提供溶解氧的手段,能很好的保证炭柱内微生物的需氧量,有利于微生物的生长和繁殖,经混凝后水样各有机污染物指标均有50％的去除率,后置生物活性炭单元可将COD降至50mg/L以下。进水浓度的波动对生物活性炭工艺的运行有一定的冲击,当EBCT较大时冲击作用较小；增加EBCT有利于污染物的去除,EBCT为40min时有利于生物活性炭作用的有效发生和提高对焦化废水的处理能力。根据进水的实际情况,选择适当的溶解氧浓度,不仅能促进生物活性炭功用的有效发挥,而且可以降低处理成本。 接种生物炭柱处理Fenton氧化后水样时,生物活性炭的功能发生较快,能达到长期去除>50％进水中的各种有机污染物；未接种的新炭在长期运行时,自然接种条件下达到BAC的处理功能需要时间较长,去除有机污染物效果略低于接种生物炭柱。当BAC功能发挥正常时,污染物的去除主要依靠生物降解作用,活性炭只起载体作用,而与活性炭对污染物吸附量没有明显关系。生物活性炭工艺深度处理低浓度有机废水效果显著,同时对相应的降解微生物有很好驯化作用,为低浓度有机废水生化处理微生物的筛选开辟了新的途径。Fenton+生物活性炭工艺不仅能有效的去除有机污染物,使出水COD达到50mg/L以下,同时对水样中总氰有较好的去除效果,出水达到国家一级排放标准(<0.5mg/L),而不需定时更换活性炭,是高效的深度处理和回用工艺。 本论文的特色之处在于以焦化厂生化出水为研究对象,应用微型快速穿透实验方法对所需炭型进行筛选,确定出了最佳炭型,为采用活性炭吸附技术处理该废水的实际工程提供选炭依据,也为其他工业废水的深度处理提供了有效例证；同时提出以Fenton氧化预处理达成混凝+Fenton氧化的功能,从而可以减低化学品的耗量及污泥的产量,建立了高效低耗的Fenton强化生物活性炭工艺用于焦化厂生化出水的深度处理。这个工艺能够长期、平稳、有效地去除进水中的有机污染物和总氰成分,使出水达到国家严格的排放标准,提供多种回用功能。揭示出生物活性炭工艺深度处理低浓度有机废水效果显著,同时对相应的降解微生物有很好驯化作用,为低浓度有机废水生化处理微生物的筛选开辟了新的途径。