侯紅娟¹，周琪¹，楊云龍²
（1.同濟大學環境科學與工程學院，上海 2000922；2.太原理工大學 建筑與環境工程學院，山西 太原 030024）

　　摘要：在實驗室條件下，運用水解（酸化）、好氯兩段SBR工藝，研究了焦化廢水中比較典型的3種難降解有機物——喹啉、吲哚、吡啶以及含量最高的苯酚的去除規律。經此工藝處理后，喹啉、吲哚、吡啶和苯酚的去除率分別達到：92.8％、92.3％、89.6％和100％。
　　關鍵詞：焦化廢水；廢水處理；水解；好氧
　　中圖分類號：X784
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009-2455(2002)04-0039-04

Experimental Study on the Treatment of
Refractory Organic Substances in Coking-Plant Wastewater
HOU Hongjuan¹，ZHOU Qi¹，YANG Yun-long²
（1.College of Environmental Science & Engineering，Tongii University，Shanghai 200092，China；
2 College of Architectural & Environmental Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China）

　　Abstract：Hydrolysis（acidification），aerobic two stage SBR process was used to study the degradation rules of three refractory organic substances，which are quinoline，indule and pyrisine，and high concentration phenol in coking-plant wastewater．The experiments showed that the removal efficiencies of quinoline，indule，pyrisine and phenol reached 92.8％，92.3％，89.6％ and 100％．
　　Key words：coking-plant wastewater；wastewater treatment；hydrolysis；aerobic

引言

　　焦化廢水是一種含有大量有毒有害物質的有機廢水。其有機組分除85％的酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、雜環化合物和多環芳香族化合物等^[1]。一般來講，酚類物質比較容易被生物降解，而雜環化合物、多環化合物等則難以被生物降解。正是由于這些難降解物質的存在，使得焦化廢水經普通活性污泥法處理后其出水水質不能達到國家規定的排放標準。據對24家焦化廠污水處理系統出水水質的統計：CODcr含量低于150mg/L者，僅占12.5％，低于200mg/L者僅占29.2％^[2]。為此，現有的焦化廢水處理工藝必須進行技術改造。我們選擇了焦化廢水中比較具有代表性的3種難降解物質——喹啉、吲哚和吡啶，再加上焦化廢水中含量最高的酚（采用苯酚），構成了試驗模擬廢水。通過試驗研究，以了解難降解物質在焦化廢水中的處理性能，為提高焦化廢水的處理效果及工藝改進提供必要的實驗數據。

1 試驗材料與方法

　　1.1 工藝流程與試驗裝置
　　經分析與篩選，工藝流程選擇中溫水解（酸化）、好氧兩段SBR工藝。試驗采用的兩個反應器均為圓柱型。其中水解（酸化）段的反應器有效容積為5L，好氧段反應器的有效容積為3L。工藝流程見圖1。其中，水解（酸化）段用溫控儀控制水溫在35℃左右，好氧段用可自動控溫的加熱棒控制水溫在20℃左右。

1.2 試驗用水水質
　　試驗采用模擬廢水，其中4種污染物的大致濃度為：苯酚500mg/L、喹啉100mg/L、吲哚40mg/L、吡啶40mg/L。并配以NaH₂PO₄和NH₄Cl作為磷源和氮源，碳、氮、磷的比例為：m(C):m(N):m(P)=100:5:1。
1.3 試驗測定項目及方法
　　每天對4種污染物的濃度、pH、DO進行測定，定期測定CODcr。其中4種污染物的測定，水解段采用液相色譜法，好氧段采用紫外分光光度法；DO的測定采用YSI Model 58型溶解氧測定儀；CODcr的測定采用30min回流法。

2 試驗結果與分析

2.1 好氧段不同入流時間對處理效果的影響
　　在SBR工藝系統中人流時間是一個很重要的參數，對于有毒性的污水，如果入流期過短，則會因為入流期的基質積累形成抑制，此時，所積累的濃度越大，反應速度反而減小，從而延長了反應周期；如果入流期過長，則反應速度較低，也會延長反應周期。因此，有必要在SBR藝中控制入流時間，使反應不受抑制的影響，同時又獲得較高的反應速度。
　　為了確定好氧段的最佳入流時間，我們采用了3種入流時段：2h、4h、6h進行實驗研究（其中好氧段的進水均經過8h的中溫水解《酸化》，相應的反應時間分別為6h、4h和2h，實驗處理效果見表1、表2、表3所示。

表1 2h入流、6h反應時的處理效果 水樣 污染物濃度/(mg·L^-1) pH 苯酚 喹啉 吲哚 吡啶 CODcr 好氧進水^＊ 306 17.1 12.4 25.8 1256 7.37 好氧出水 0 10.6 8.09 12.8 72.4 7.92 去除率/％ 100 38.0 34.8 50.4 94.2

其中：MLSS=5.2g/L　SVI=68.1
注：＊：好氧進水為經8h水解（酸化）后的出水，數值為多次測定結果的平均值

表2 4h入流、4h反應時的處理效果 水樣 污染物濃度/(mg·L^-1) pH 苯酚 喹啉 吲哚 吡啶 CODcr 好氧進水 306 17.1 12.4 25.8 1295 7.40 好氧出水 0 5.87 3.75 5.99 42.5 7.87 去除率/％ 100 65.7 69.8 76.8 96.7

其中：MLSS=5.0g/L　SVI=70.3

表3 6h入流、2h反應時的處理效果 水樣 污染物濃度/(mg·L^-1) pH 苯酚 喹啉 吲哚 吡啶 CODcr 好氧進水 306 17.1 12.4 25.8 1324 7.42 好氧出水 0 13.7 9.23 15.2 103 7.88 去除率/％ 100 19.9 25.0 41.1 92.2 其中：MLSS=5.3g/L　SVI=75.4

　　從以上實驗數據可以看到：在3種入流條件下，當反應結束時，苯酚的去除率達到100％，喹啉、吲哚以及吡啶都有不同程度的降解，但以4h入流條件下，反應結束時降解程度最大。4h入流、4h反應時的處理效果均優于其他狀態的處理效果。苯酚、喹啉、吲哚和吡啶的去除率分別達到100％、65.7％和69.8％。圖2、圖3、圖4分別為入流時間2h、4h、6h時3種難降解物質的降解曲線對比圖。從圖中可以看到，在入流時間為4h時降解速率最快，出水中喹啉、吲哚和吡啶的濃度也最低，因此，我們選定4h為最佳入流時間，在后面討論不同的水解（酸化）時間對好氧段處理效果的影響時，入流時間均采用4h。

2.2 不同水解（酸化）時間對處理效果的影響
　　確定了最佳入流時間后，在此入流條件下，我們又分別對不同水解（酸化）時間對好氧段處理效果的影響做了實驗研究，水解時間分別取6h、4h、2h，然后進行8h（入流4h，反應4h）的好氧處理，對其處理效果進行對比，擬確定一個對模擬廢水比較適合的水解（酸化）時間。水解（酸化）6h、4h、2h后，經8h好氧處理后的結果見表4、表5及表6，水解（酸化）時間為8h時的處理效果見表2。

表4 水解6h時的處理效果 水樣 污染物濃度/(mg·L^-1) pH 苯酚 喹啉 吲哚 吡啶 CODcr 好氧進水 323.6 19.65 13.1 26.5 1137 7.43 好氧出水 0 7.20 3.08 4.16 50.7 7.93 去除率/％ 100 63.3 76.5 84.3 95.5 其中：MLSS=5.6g/L　SVI=80.0

表5 水解4h時的處理效果 水樣 污染物濃度/(mg·L^-1) pH 苯酚 喹啉 吲哚 吡啶 CODcr 好氧進水 345.7 24.6 14.9 30.2 1226 7.42 好氧出水 0 8.56 3.28 8.65 52.8 8.01 去除率/％ 100 65.2 78.0 74.7 95.7 其中：MLSS=5.8g/L　SVI=78.2

表6 水解2h時的處理效果 水樣 污染物濃度/(mg·L^-1) pH 苯酚 喹啉 吲哚 吡啶 CODcr 好氧進水 365.5 33.3 17.6 35.6 1378 7.38 好氧出水 0 9.33 5.40 7.94 83.5 7.99 去除率/％ 100 72.0 69.3 77.7 93.8 其中：MLSS=6.8g/L　SVI=82.1

　　從表2、表4、表5、表6的實驗數據可以看出，水解（酸化）時間為2h、4h時，出水中3種難解降物質的含量明顯高于水解（酸化）時間為6h和8h時出水中的含量。
　　圖5、圖6、圖7分別為4種水解（酸化）時間時，喹啉、吲哚、吡啶在好氧段降解曲線的對比。由圖可以看出：對于喹啉，水解（酸化）時間越長，去除效果越好，但是經好氧段后去除效果提高不大；對于吲哚，除了水解（酸化）時間為2h時去除效果較差以
外，其它3種水解時間下，處理效果接近；而對于吡啶，水解（酸化）時間為2h和4h時去除效果稍差，水解（酸化）時間為6h和8h時的去除效果幾乎相同。綜上所述，我們認為6h的水解（酸化）時間比較適宜。

3 結論

　?、俨捎盟猓ㄋ峄?、好氧兩段SBR工藝能有效去除焦化廢水中典型的3種難降解物，其中喹啉、吲哚的去除率在90％以上，吡啶的去除率接近90％，苯酚的去除率為100％。
　?、谒猓ㄋ峄┒蔚臅r間長短對后續的好氧處理也有一定的影響，水解2h、4h時的處理效果明顯低于水解8h的處理效果，而水解6h的處理效果與水解8h的處理效果相差不大，因此我們認為水解時間為6h比較適宜。
　　③由于焦化廢水是一種有毒抑制性廢水，因此，入流時間的長短對其處理效果影響比較大，水解（酸化）6h，好氧段入流期為4h時處理效果最佳。

參考文獻：
[1]Luhy G，et al．Removal of organic contaminants from coal conversion process condenstate[J]．JWPCF，1983，55(2)：275～281．
[2]舒文龍．我國焦化廢水處理技術的現狀、進展及適用技術的選擇（上）[J]．環境工程，1992，10(4)：54～56．

作者簡介：侯紅娟（1975～），女，山西新絳人，在讀博士，電話(021)65900466。