乙酸和富芳香组分对生物油电化学提质中聚合结焦的影响

生物油是唯一的液体含碳可再生资源,因其成分复杂、热值低、酸度高、粘度大等特点,必须经过提质才能进一步利用。生物油电化学提质是一种条件温和、易于控制的新兴提质方法,但仍面临生物油聚合结焦的问题,降低了提质生物油的品质和收率。通过对含有不同浓度乙酸和富芳香组分(Aromatic-Rich Fraction,ARF)的调制生物油分别进行电化学提质实验,对电化学反应后的溶液和焦表征分析,研究了乙酸和ARF对焦产率的影响规律,探讨了乙酸和ARF对生物油聚合结焦的影响机制。结果表明,乙酸能抑制生物油聚合结焦,加入浓度1%的乙酸可降低焦产率约25%,继续增加乙酸浓度会进一步降低焦产率;而ARF则会促进生物油聚合结焦,当ARF浓度从60%升到70%时,焦产率增加了约70%,当ARF浓度升到80%后,焦产率增加了约150%。乙酸能抑制生物油中酚类物质自缩合,降低了聚合结焦反应的速率,而ARF则增强了羟醛缩合反应,提高了聚合结焦反应的速率。

碱激活PMS氧化法协同SBBR深度处理焦化废水研究

采用碱激活过一硫酸盐(PMS)氧化法协同序批式生物膜反应器(SBBR)工艺深度处理焦化废水,研究当以NaOH作为激活剂时,pH、PMS浓度和温度对碱/PMS体系去除焦化废水生化出水COD和色度的影响,之后考察SBBR工艺处理碱/PMS体系出水的效果。研究结果表明,碱/PMS体系深度处理焦化废水的最佳条件为温度25℃、pH=10、PMS投加浓度7 mmol/L、反应时间4 h,在此条件下色度和COD的去除率分别为96.1%和45.9%。电子顺磁共振实验表明碱/PMS体系存在^(1)O_(2)、O_(2)•-、∙OH和SO_(4)•-等活性氧物种。废水经碱/PMS体系处理后可生化性提高,之后经SBBR工艺进一步处理后出水COD<60 mg/L。总体而言,碱激活PMS氧化法协同SBBR工艺对COD的平均去除率达66.7%。焦化废水生化出水处理前后的三维荧光光谱分析表明,碱/PMS体系协同SBBR工艺能去除焦化废水生化出水中的芳香蛋白类物质和类腐殖酸物质。

响应面法优化焦化废水生化尾水混凝药剂投加量研究

采用聚合氯化铝(PAC)+聚丙烯酰胺(PAM)混凝处理焦化废水生化尾水,通过单因素实验考察了混凝剂PAC、PAM投加量对混凝处理效果的影响。基于单因素实验开展响应面混凝实验,构建PAC、PAM投加量为自变量,出水残留浊度和出水过余电导率组成的加药控制系数为响应量的数学模型并对其参数进行了响应面优化。结果表明,混凝处理最佳药剂投加量PAC为2546.96 mg/L,PAM为10.90 mg/L,此条件下出水平均浊度残留率为4.24%、电导率过余率为2.77%、加药控制系数为7.01,与模型预测值相对误差<5%,进一步证明该响应面模型合理有效,对同时实现处理过程混凝充分反应和盐分有效控制具有指导作用,并可为相关自动化加药模型开发提供思路。

优良菌对焦化废水的降解性能研究

以CODCr为控制指标 ,利用分离筛选出的八株优良菌及其与活性污泥的混合体对焦化废水的降解特性进行了研究。结果表明 ,单一优良菌对焦化废水CODCr的去除效果不如活性污泥好 ;混合优良菌株的降解效果比单一菌株好 ,不同优良菌株混合时 ,CODCr的去除率各不相同。相同条件下 ,活性污泥对照组CODCr去除率仅为 5 2 2 % ;优良菌与活性污泥混合使用时 。

生物质热解半焦产率及特性的实验研究

利用小型热解实验台对生物质垃圾进行实验研究,实现了对固体废弃物的资源化利用。实验过程中考察了热解反应条件对半焦产率和成分的影响;同时还研究了热解半焦二氧化碳的反应活性。研究表明,随着热解终温的提高,生物质的热解半焦产率减少。最后通过Arrhenius方程的回归分析,发现随着热解终温的提高,9种生物质的热解半焦气化反应的活化能呈增大趋势。

尿中萘及其代谢产物作为焦炉工生物监测指标的研究

目的 探讨尿中萘及其代谢产物作为焦炉工生物监测指标的可行性。方法 在某焦化厂随机选取 2 8名焦炉工人和 2 2名对照个体 ,统一收集工作周末班后 2h尿 ,并使用调查表收集一般情况。采用顶空固相微提取结合气相色谱 -质谱联机方法 ,同时测定尿中萘和芘的水平 ,采用酶水解结合气相色谱 -质谱联机方法 ,同时测定样品中 1-萘酚、 2 -萘酚和 1-羟基芘的水平。使用多元线性回归分析不同工种和吸烟量对尿中这 5种多环芳烃生物标志物浓度的影响。结果 尿中萘、 1-萘酚、 2 -萘酚和 1-羟基芘的浓度呈炉顶工 >炉侧和炉底工 >对照个体的趋势 ,其中尿中 1-萘酚和 1-羟基芘的水平受工种的影响大于2 -萘酚 ;不同暴露水平组中 ,吸烟个体尿中 1-萘酚、 2 -萘酚和 1-羟基芘的浓度均大于不吸烟者 ,但吸烟对 2 -萘酚的影响最大。结论 尿中 1-萘酚和 2 -萘酚浓度均能够有效地反映个体短期多环芳烃暴露的内剂量水平 ,可用于焦炉工的生物监测。

焦化废水生化出水总氰构成及去除特性

了解总氰的构成对提高焦化废水处理装置的除氰能力意义重大。通过水质分析和研究铁氰络合物的去除特性发现,铁氰络合物对生化出水中总氰的贡献率超过90%,铁氰络合物虽见光易分解,但在缺乏光照的生化反应器中,微生物对其的去除作用主要表现为吸附而非降解。另外,酸性、好氧条件和高分子助凝剂的使用有利于形成铁氰化物沉淀。

生物质油催化裂解精制中催化剂上焦炭前身物的分析

采用热重、红外、核磁等分析手段,对生物质油催化裂解精制中使用的催化剂HZSM-5上的焦炭前身物进行了表征。沉积在催化剂表面上的焦炭前身物主要是短链饱和烃类化合物,沸点在200°C以下;催化剂内部的结焦前身物主要为芳香族碳氢化合物,这些化合物的沸程为350～650°C。

焦化废水好氧-缺氧-好氧生物处理技术研究

焦化废水生物处理存在的主要问题是系统运行稳定性差、难降解有机物和氨氮去除率低。为此,采用新型好氧-缺氧-好氧生物(O1-A-O2)工艺处理实际焦化废水。实验结果表明,该系统在处理焦化废水过程中运行稳定,系统中O1是有机污染物去除的主要处理单元,而O2是氨氮去除的主要处理单元。系统COD(Chemical Oxygen Demand)总去除率为86%,NH4+-N去除率为61.3%,强化了普通活性污泥工艺处理效果。

焦化废水生物强化处理工艺研究

采用不同培养基与菌群驯化方式,从焦化厂好氧污泥中筛选出一个苯酚降解菌群BF,进行了细菌群落结构分析、菌群降解特性分析与规模化验证实验。结果表明,在24~34℃、pH中性条件下,经40 d驯化后,菌群BF将焦化废水COD降至195 mg/L,较焦化厂出水平均COD降低了302 mg/L,降解率超过60.8%。经臭氧深度处理后,进一步将焦化废水COD降至148 mg/L,达到国家间接排放标准要求。

生物强化技术处理焦化废水的工程应用

以某焦化厂好氧池进水为研究对象,向好氧生化池中投加自行研制的菌剂,考察菌剂强化系统相比对照生化系统对COD、氰化物、总氮的去除效果。结果表明,菌剂强化系统相比对照生化系统出水COD、氰化物、总氮的平均去除率分别提高了16.1%、12.3%、12.2%;菌剂强化系统中污泥的脱氢酶活性及比耗氧速率均高于对照生化系统,菌剂强化系统微生物种类为18种,相比对照生化系统中微生物的丰富度明显提升。

水解（酸化）－缺氧－好氧固定床生物膜系统处理焦化废水的试验研究

用内填ＹＤＴ弹性立体填料的水解（酸化）－缺氧－好氧固定床生物膜系统处理焦化废水。结果表明：当进水ＣＯＤ和ＮＨ３－Ｎ浓度分别为１０６５ｍｇ／Ｌ和２５３ｍｇ／Ｌ，系统水力停留时间（ＨＲＴ）为３３．５ｈ，混合液回流比为３．６时，出水ＣＯＤ约为１８０ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３－Ｎ为５ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ和ＮＨ３－Ｎ的去除率分别达８３％和９８％。

单一复合反应器处理难降解焦化废水试验研究

在悬浮相污泥中投入纤维球填料形成单一复合生物反应器,用复合生物反应器处理预处理后的焦化废水,研究水力停留时间、pH值、负荷等参数对其处理效果的影响,从而确定最佳运行参数,并在此基础上研究在最佳运行条件下复合生物反应器对焦化废水中COD和NH4+—N的去除效果.结果表明,单一复合生物反应器能有效降解焦化废水中的COD及NH4+—N等难降解物质.当进水COD和NH4+—N分别小于670 mg/L和260 mg/L时,COD和NH4+—N的去除率可分别达到94.8%和91.4%.

焦化厂生化外排水的臭氧强化混凝实验研究

针对某焦化厂废水生化处理系统中混凝沉淀效果不佳,出水COD过高的问题,采用多因素的优化正交实验设计,对焦化生化出水进行了臭氧辅助混凝的实验研究,确定了该废水混凝沉淀最适宜的混凝剂、搅拌条件、投加剂量以及臭氧预处理时间等。研究表明,适当时间的臭氧预处理可以很好的强化混凝沉淀效果,提高废水中COD的去除率和降低色度。

高级氧化法处理焦化废水的研究进展

焦化废水中含有大量难降解有机物,难以用常规方法处理。高级氧化技术对废水中难降解有机物质有较高的去除效率,因而受到广泛关注。综述了半导体光催化氧化、臭氧氧化、Fenton试剂氧化法等高级氧化技术在焦化废水处理中的作用机理和研究进展,分析了各种高级氧化技术的特点以及存在的问题。同时阐述了高级氧化法的研究方向。

生物质热解油收集装置的改造

分级冷凝收集生物质热解油过程中热解油容易结焦,针对这一问题,对热解油收集装置进行改造,采用空气冷凝、冰水冷凝和静电捕获相结合的方式收集热解油。研究表明,改造后的收集装置不改变热解油产率,但会改变热解油分布,空气冷凝器通过收集少量高沸点的较大分子有机物,可有效解决生物油收集过程中容易结焦的问题。

焦化废水好氧生物处理过程中泡沫控制的研究

针对活性污泥法处理焦化废水好氧阶段的泡沫影响因素进行试验研究,并对其控制条件进行了优化。试验结果表明,通过活性污泥生物控制法处理的方式,可以有效地解决焦化废水好氧处理产生大量泡沫所带来的污泥流失及周边环境污染问题,当pH在6.8,溶解氧浓度在1.5mg/L,温度在21℃,细胞平均停留时间在24h时,泡沫的厚度可控制在4-7cm。

天然磁铁矿/UV/S_2O_8^(2-)对焦化废水中不同种类有机物的去除特性

以过硫酸盐(PS)为中心建立了C(天然磁铁矿)/PS、UV/PS、C/UV/PS氧化体系,分别对焦化废水生化出水进行深度处理,采用超滤膜法和有机物树脂分离方法分别对深度处理前后废水中有机物分子量分布特性及亲疏水性有机物含量变化进行了研究。研究表明:生化出水中含有较多的难降解芳香性有机物,且以分子量(MW)<1×10~3的低分子量有机物为主,其次是MW>100×10~3和10×10~3～100×10~3的大分子有机物。疏水酸和疏水中性组分是废水中的主体有机物,其DOC分别占总DOC的45.88%和32.09%。C/UV/PS相对C/PS、UV/PS氧化效果更好,在原水p H,铁矿石和PS的投加量分别为3 g·L-1和2 g·L-1,紫外光照射功率为300 W条件下,氧化90 min时COD、UV254、DOC和色度的去除率分别为74.9%、93.5%、84.1%和80.1%。从矿化效果来看,C/UV/PS氧化体系对MW>10×10~3的大分子有机物的去除效果显著,深度处理后MW<1×10~3的有机物分子占比增加;该体系对疏水性和弱疏水性有机物去除效果较高,深度处理后亲水性有机物占比增加。

活细胞固定化技术在焦化废水生物处理中的应用试验

焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。实验通过活性污泥的驯化,从中分离筛选到2株酚类有机物降解优势菌株,分别命名为TYZ-1和TYZ-2。将放大培养后的优势菌种用海藻酸钠包埋法固定,利用固定化的微生物初步研究了焦化废水有机物的降解特性。结果发现,当废水起始COD质量浓度为1200mg/L时,在pH值为7,细菌浓度约为1×107个/mL,处理时间为10h,原水样中的COD降解率达到62%。

焦化废水处理技术的发展

焦化废水主要来自焦化厂和煤气厂,污染物组成复杂,含有挥发酚、许多难以生物降解的芳香族有机物、多环化合物和氧硫氮等杂环化合物,属较难生化降解的高浓度有机工业废水。因此焦化废水的处理难度大,已引起国内外人士的关注,一直是国内外废水处理领域的一大难题。文章阐述了焦化废水的处理技术发展及其近年来发展的新技术。