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焦化废水是煤气净化和化工产品回收过程中产生的废水,其中含有多种有机及无机污染物。大部分污染物性质稳定且具有致癌、致畸、致突变的“三致效应”,对微生物有明显毒害、抑制作用,生物降解难度大。即使是在焦化废水厂中经过生化处理后的焦化废水尾水仍存在化学需氧量(COD)等指标不能达标排放的问题,对环境及人类健康危害性大,因此如何通过深度处理实现焦化废水尾水的达标排放一直是废水处理关注的焦点。含铁粘土矿物在自然界分布广泛,是构成各类土壤和沉积物的主要矿物成分。一方面,这些细粒矿物凭借其较大的比表面积及良好的吸附性在环境修复中得到了广泛应用。另一方面,含铁粘土矿物能够作为类芬顿反应的催化剂,一旦暴露在空气中,许多还原态含铁粘土矿物能够产生活性氧,从而氧化降解有机污染物。本研究提出了一种利用还原态粘土矿物绿脱石(rNAu-2)去除生化处理后的焦化废水尾水COD的方法,实验发现pH 6.5有磷酸盐缓冲液的条件最有利于rNAu-2产生·OH,其对焦化废水尾水COD的去除效果最明显(从199.10±0.90mg/几下降到80.4±1.97 mg/L)。rNAu-2中结构Fe(Ⅱ)的氧化量与废水COD的去除量呈显著正相关。是否有氧气是还原态粘土矿物rNAu-2能够去除焦化废水COD的决定因素。未还原粘土矿物NAu-2对废水COD的去除主要是靠粘土矿物本身的吸附作用,是否有氧气对其无影响。有氧条件下,rNAu-2中结构Fe(Ⅱ)与氧气发生氧化反应,产生中间产物·OH,·OH能够氧化降解废水中还原态的溶解有机质(DOM),从而去除废水COD。重新氧化后的rNAu-2对焦化废水尾水中COD无明显吸附。为探究rNAu-2对焦化废水COD的去除机理,利用FT-ICR-MS分析了焦化废水DOM的分子组分。结果显示rNAu-2处理后的废水中新生成的DOM较原始废水中被降解的DOM有更高的O/C比,且废水中含有更多O原子的分子占比有所增加,由此表明还原态粘土矿物rNAu-2处理过程其实是一个氧化过程。EEM荧光光谱分析结果显示,在矿物处理过程中废水中所有类DOM均被显著去除。其中类蛋白类物质去除率最大,最容易被·OH氧化降解。类腐殖酸类物质对·OH抗性最强,去除率最低。粘土矿物绿脱石(NAu-2)中结构Fe的氧化还原过程具有可循环性。含铁粘土矿物绿脱石能够作为循环处理材料来处理焦化废水,三次氧化循环中均表现出稳定的COD去除率。