比较紫外线和真空紫外光解预处理和光解后的焦化废水.doc

比较紫外线和真空紫外光解预处理和光解后的焦化废水瑞星，中原郑，董惠文1。环境科学与工程学院,水和泥沙科学重点实验室(教育部),北京大学出版社,北京100871,中国。电子邮件: 2。CECEP六合和中科天融环境技术有限公司,北京100085,中国摘要：在这项研究中,紫外线(UV)和真空紫外(VUV)光解研究了焦化废水的预处理和后处理。首先,3年来稀释原料焦化废水被紫外线和VUV辐射。发现15.9% - -35.4%的总有机碳(TOC)24小时照射后被删除。辐照废水可以驯化活性污泥的降解。尽管VUV光解删除比紫外线更需化学需氧量(COD),紫外线照射过的废水,展示了更好的生物降解能力。4 hr紫外线照射后,生物需氧量BOD / COD辐照焦化废水比从0.163增加到0.163,及其毒性降低到最大限度。其次,生物处理焦化废水被紫外线和VUV辐射。他们两人能够去除TOC在8小时内辐照37% - -47%。C2015年生态环境科学研究中心,中国科学院。爱思唯尔出版的帐面价值 文章历史：2014年10月21日发行，2014年10月28日修订，2014年10月29日被公认，2015年1月23日正式发表 关键词：焦化废水 预处理 紫外线 真空紫外线 后处理前言： 可口可乐在铁和炼钢中扮演一个重要的角色,有很多可口可乐工厂在中国。在世界各地焦化废水所造成的污染是一个严重的问题,特别是中国。这样的焦化废水其中含有大量的化合物和有毒污染物,如氨、氰化物、多环芳烃(多环芳烃)、氮杂环化合物(nhc)等。即使生物处理后,水质一般无法满足排放标准。表明,综合废水排放标准(1996年)和炼焦化学工业污染物排放标准(GB 16171 - 1996)。此外,中国在2012年发布了一个新的排放标准,炼焦化学工业污染物的排放标准(GB 16171 - 2012),这是更严格的需要工厂严格要求排放，并且中用处理后的焦化废水。对高级氧化技术(aot),紫外线(UV 254海里)的物理化学技术和真空紫外(VUV 185 + 254海里)光解显示优势消除现有焦化废水中有毒污染物,如酚,喹啉和异喹啉,并且不需要额外的化学物质。（文献)奥某曼(2002)成功地使用VUV光解纺织染料和实用纺织废水的预处理。而紫外线的潜力和VUV自然有机物的去除饮用水中(提名),探讨了机制和检查的效果VUV-BAC(生物活性炭柱)治疗。他们发现VUV辐射比紫外线更有效辐照生物治疗的提名之前由于快速生物降解化合物的形成和矿化。在我们的实验室,我们采用两级缺氧反应好氧反应-生物膜反应器处理焦化废水和应用紫外线(254海里)和VUV(185 + 254海里)分别对污水进行辐照。VUV被发现比紫外线更有效减少中残留的有机化合物和无机氮化合物生物技术处理废水。为了决定是否以及如何紫外线或VUV光解可能用于焦化废水处理,在这项研究中紫外线和VUV进行预处理,处理后的焦化废水。这项研究的目的是评估该技术的可行性,并确定哪一个更适合预处理或后处理。 (图1 -实验设备的原理图紫外线(UV)和真空紫外(VUV)生物降解图片)1 材料与方法 1.1。废水和污泥 原始的焦化废水和焦化活性污泥收集从河北省焦化工厂,中国北方。废水是深棕色与讨厌的气味。污泥是进一步培养和适应焦化废水。3年来稀释后预研、焦化废水作为本研究的影响。表1列出了影响的特性。为了使用紫外线和VUV后处理,生物处理焦化废水生成的生物膜反应器系统。生物技术处理焦化废水的特点是详细的表1中。图1 1.2实验装置 图1显示了批光解反应堆,这是两个圆柱形容器玻璃做的相同的直径60毫米,长度200毫米和有效容积的0.4 l .反应堆与相同的物理维度:配备两盏灯与主波长254纳米的紫外线灯,真空紫外灯的波长254 nm(95%)和185海里(5%)。他们的功率密度分别为18.5100W /厘米2和29.5100W /厘米2。每个灯是固定在中心的光解与石英管反应器防护夹克。两个反应堆都覆盖着铝箔紫外线安全。 1.3光解实验 VUV和紫外线灯分别适用于用光分解稀释原料焦化废水预处理和生物处理焦化废水深度处理。在每个试验中,250毫升光解反应堆中,增加了污水和空气混合,加气(,4 - 5毫克/升)在照射期间。及时获得的样本间隔和分析。 1.4讲解实验 3年来第一次辐照稀释焦化废水的紫外线或VUV 24小时。然后的辐照降解废水驯化活性污泥在摇晃的玻璃瓶。污水和污泥的体积比是100:20(V / V)。水瓶都动摇了在110 r / min和旋转25C,并在24小时和48小时取样鳕鱼分析。表1 -焦化废水的特性。(COD:化学需氧量;TOC:总有机碳;NO3- - n:硝态氮;NO2- n:亚硝酸盐氮,NH + 4 - n:氨氮,总氮,总氮,BOD5:生物需氧量。)水质指数 pH COD毫克/升) TOC(毫克/升) NO3N- n(毫克/升)- NO2N(毫克/升)6稀释原料焦化废水 8.3-8.8 262.7-452 78.6-99.3 1.6 1.9 0.04 0.5 生物处理后焦化废水 7.3 7.6 40-60 11.7 18.6 0.1 0.8 7.4-26.8 NH4-N(毫克/升) TN (毫克/升) 30.8 50.2 69.8 76.7 16.4 38.9 32.7 53.81.5分析法COD是决定根据标准方法与COD分析仪。氨氮(NH4-n),亚硝酸盐氮(NO2-n),硝态氮(NO3-n)、总氮(TN)和生化需氧量(BOD 5)5天发现根据中华民族- al标准方法。做了一个便携式溶解氧探头调查。TOC分析进行一个TOC分析仪。紫外可见光谱规范-交易记录的样本。,吸光率从200纳米到400纳米不同辐照时间后被发现。废水的急性毒性评估三苯基-四唑氯(TTC)脱氢酶活性(DHA)测试。2 结果与讨论2.1。稀释焦化废水的预处理紫外线和VUV辐射 (图2 - TOC在紫外线和VUV辐射变异)(图3 -紫外可见吸收光谱的VUV和紫外线照射过的焦化废水)(图4 -生物降解实验结果。Pre-P-24小时:光解用作24小时预处理;b -24小时:生物处理24小时:B-48小时。:生物处理48小时)(图5 - 5 BOD / COD紫外线,VUV照射废水的结果)(图6 - DHA的紫外线和VUV-irradiated废水(TF吸光度代表了DHA) 图2显示了TOC变异在紫外线和VUV光解。15.9% - -35.4%的TOC 24小时照射后被删除。UV光解4小时后达到稳定阶段。VUV比紫外线更有效,TOC的去除效率改善高达约20%后,8小时VUV辐射。图3显示了紫外可见光谱的变化紫外线和VUV辐射后的废水。它可以观察到,吸收最高值210 - 230 nm和270 nm成为平稳的辐照时间,表明,酚类有机物被分解在光解。比较样品的吸光度在紫外线或VUV光解,VUV生产废水吸收率较低,这与TOC的去除结果是相一致的。光解后,辐照废水是受雇于一个生物降解和生物降解能力分析实验。如图4所示,即使VUV光解鳕鱼比紫外线,紫外线照射过的废水,可以更好地适应活性污泥的降解。5 BOD / COD比值在图5中也表明,紫外线照射过的废水最好,生物降解能力后4小时和12小时照射,比从0.163提高到0.163和0.241。 当应用VUV光解在纺织废水的生物降解能力增强,其生化需氧量5 / COD比率可以达到0.22。即使这些BOD 5 / COD比率达不到0.4,一个值的阈值通常被认为是容易降解,这种技术还可以实现减排的COD和TOC。 除了生物降解能力,毒性是另一个指标来评估在这个研究辐照废水的特点。DHA的测试,三苯基甲瓒(TF)用TTC还原,可以生产,一般来说,DHA与TF吸光率呈正相关。图6显示了TF吸收紫外线和VUV-生物照射焦化废水。概括地说,VUV-照射焦化废水的DHA随着照射时间的增加而减少;但TF吸光度经历了明显增加4 hr紫外线照射,然后逐渐下降。尽管紫外线照射过的废水的生物降解性和毒性略有改善,后续的生物降解与生物反应器性能应该进一步测试。 考虑到紫外线光解作用的机制,因为VUV(= 185海里)携带更多的能量比紫外线(= 254海里),它可能完全过氧化焦化废水中的有机化合物,使其无法进一步生物浮游处理。除了直接攻击有机物,VUV光解可能产生自由基(UOH),这很容易氧气反应生成臭氧,从而启动高级氧化系统。这些更好的影响VUV辐射的可能后果的原位形成羟基自由基通过光解水在185 nm和随后形成的臭氧。2.2.生物处理焦化废水的深度处理紫外线和VUV辐射 为了确定紫外线或VUV光解可以作为先进的治疗,随后生物处理焦化废水是由紫外线辐照和VUV。图7显示了生物处理过后污水的TOC比照射时在增加。VUV还演示了较高的去除效率。一个值得注意的现象是,当废水由紫外线辐照总有淡黄色的颜色,废水成为透明后12小时VUV辐射(图8)和57%的COD是同时消除。许多研究人员估计腐殖质物质可能是主要耐火材料焦化废水中有机和致色化合物废水根据荧光激发发射矩阵(EEM)和13 C核磁共振光谱测定分析法。 （13CNMR) 除了有机化合物的含量,紫外和VUV也可以有效降低NH4-n,NO2-n,TN 生物处理废水。然而,大量的NO3- n是由紫外线和VUV辐射。移除率不同的无机氮化合物总结在表2中。表2 -没有的紫外线和VUV辐射后作制化合物。照射时间 紫外线照射(%) VUV辐射(%)(NO3负面结果的增加) 经过12小时紫外线照射后,NH + 4 - n的17.2%,没有2- n的58.6%,和12.7%的TN被移除,而12.7%的3号- n成立。关于12小时VUV辐射,NH + 4 - n的23.9%,没有2- n的75.4%,和30.8%的TN被淘汰,而50岁。产生了0%的3号- n。与紫外线相比,不仅VUV移除更多NH + 4 - n,没有2- n,生成和TN,还少3号- n。先前有研究发现,NH + 4 - n可以氧化3号- n在辐照时间的解决方案包含O 2(冈萨雷斯et al .,2004;布坎南et al .,2006)。应该做进一步的调查来确定转换的机制。3 结论紫外线和VUV能够减少TOC在稀释或生物处理焦化废水。然而,VUV比UV光解率较高,约20%的差异作为先进的预处理和10%的治疗。紫外线照射过的焦化废水证明更好比VUV-光照废水生物降解能力。4 hr紫外线照射过的废水,BOD5 / COD比率从0.163提高到0.224年,它的毒性最大程度减少;但VUV-光照处理焦化废水的毒性略有有皱纹的。因此,紫外线比VUV适当稀释焦化废水的预处理。至于高级处理,VUV光解不仅消除57%的COD,但也意识到总颜色去除后12小时照射。与紫外线相比,不仅VUV移除更多NH4 - n,NO2- n,生成和TN,还少35%NO3。这些结果表明VUV光解是很有前途的先进治疗结合现有的生物处理。 版权声明 本研究完成了下一个“863”勘探项目由中国科技部授予(2009号aa06z309)。参考文献Alapi,T。Dombi,。,2007年。比较研究的紫外线和紫外/ VUV-induced光解的苯酚水溶液。j . Photochem。Photobiol。188(2 - 3),409 - 418Alapi,T。、Gajda-Schrantz K。Ilisz,我。、Mogyorsi K。桃花心木,P。Dombi,。,2008年。比较紫外线,紫外线/ VUV-induced光解的和异构的光催化降解苯酚特别强调的中间体。j .放置氧化物。工艺,11(3),519 - 528Al-Momani,F。、Touraud E。、Degorce-Dumas jrRoussy,J。托马斯,O。,2002年。纺织染料和纺织废水的生物降解能力增强VUV光解。j . Photochem。Photobiol。153(1),191 - 197APHA,1998年。水和废水的标准检测方法。华盛顿特区。布坎南,W。罗迪克,F。波特,N。、Drikas M。,2005年。分馏的紫外线和VUV自然有机物饮用水预处理。环绕。科学。工艺,39(12),4647 - 4654布坎南,W。罗迪克,F。波特,N。,2006年。的照射而产生的有害副产品的形成自然有机物:比较紫外线和VUV辐射。臭氧层63(7),1130 - 1141布坎南,W。罗迪克,F。波特,N。,2008年。删除VUV自然有机物生物预处理活性炭列。水资源42(13),3335 - 3342冯,Y.J.曹,防水的李,Z.H.,朱镕基,Y。,2005年。新技术治疗和重用焦化废水通过物理化学方法。Energ。环绕。普罗特。19(2)39-42冈萨雷斯,M.G.、Oliveros E。穿,M。布劳恩,点,2004年。真空紫外光解水反应的系统。j . Photochem。Photobiol。5、C(3),225 - 246卡诺,我。、Darboure D。、Mabic年代。,2003年。紫外线水净化技术。可以在:/ CompanyPic / DownFile wozaiyi123 / wozaiyi123 - 20121231104424。pdf(访问日期:2012年8月9日)。金,C。库普曼,B。Bitton,G。,1994年。INT-dehydrogenase活性试验评估氯和过氧化氢抑制丝状纯文化和活性污泥。水资源28(5),1117 - 1121赖,P。赵,H.Z.曾庆红,M。、镍、jr,2009年。生物膜反应器处理焦化废水的研究结合零价铁的过程。j .风险。板牙。162(2 - 3),1423 - 14