《煤化工過程廢水中典型污染物生成機制與控制原理》是依託華南理工大學，由韋朝海擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：煤化工過程廢水中典型污染物生成機制與控制原理
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：韋朝海
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
燃料化工廢水成分複雜，毒性大，以煤化工廢水最具代表性。目前尚未清楚該類廢水中典型污染物的存在與狀態及其在控制過程中的轉化，水污染問題仍是行業發展的制約因素。本項目擬開展：套用SPME-GC/MS等手段研究廢水水質組成與污染物作用關係的化學與生物特性，建立典型污染物的分類體系並闡明形成機理；利用分子生態學的方法，識別降解典型污染物的關鍵微生物菌群結構，篩選培養功能微生物，構建高效基因工程菌，強化典型污染物的降解；研究電化學過程協同好氧-水解流化床的工藝原理及典型污染物的降解動力學；對生物處理後尾水中典型難降解污染物，採用功能吸附劑結合超臨界催化過程進行分子結構的轉化與毀毒並闡明反應機理；基於強化的生物過程與最佳化的化學過程，解析典型污染物形成、轉化與控制的化學關係，評價其安全性。研究成果為解決我國煤化工廢水污染及保障生態安全提供技術理論支撐，為燃料化工過程典型污染物的減排與控制提供普適性方法。
結題摘要
針對焦化行業，調查分析了由剩餘氨水、焦油分離液、粗苯分離液和脫硫廢液構成的焦化廢水中常規污染物與典型污染物的存在、分布與形成機理，明確了典型污染物主要包括酚類、多環芳烴、雜環芳烴、含鹵有機物（如二噁英）等。以分析檢測限大於最大組分面積的1%為統計，鑑別到558種有機物。其中檢出的44種酚類物質含量最高，占焦化廢水COD值的70%~75%。低環的萘、菲、苯並[a]芘為多環芳烴類化合物典型代表，被檢測到的58種多環芳烴總濃度在0.3~0.5 mg/L之間。在144種含氮化合物中，喹啉類、吡啶類和吲哚類是典型代表。17種鹵代有機物主要為氯代和氟代有機物，其中氯苯濃度達到25.4 µg/L。24種痕量二噁英類物質被檢出，PCDD、PBDD是主要物種(7.5~18 pg/L)。基於上述認識，建立了以自動化SPME和液-液萃取等為主要樣品前處理手段的污染物分析方法；還建立了一種檢測苯酚的鹽結晶脫水-頂空-氣相分析技術。根據我們對焦化廢水的認識以及4個工程的實踐，發現O1/H/O2比傳統A1/A2/O工藝的硝化需氧量降低15%、動力消耗降低約30%、污泥排放量減少25%。利用高通量Miseq測序方法研究焦化廢水生物處理過程中關鍵微生物類群的結構特徵，發現反應器中主要由Comamonas降解苯酚，由Thiobacillus降解氰化物和硫氰化物；通過PCA分析技術闡明了優勢微生物菌屬和環境因子之間的相關性。最後，總結歸納了焦化廢水O1/H/O2生物工藝的降解模型。表現出如下優勢：(1)負荷能力上的突破，進水負荷達到2.4 kg COD/(m3•d)；(2)通過新型反應器實現新工藝，明確同時除碳與短程脫氮技術；(3)對焦化廢水的可降解性提出了新認識，實現B/C值0.5~0.6。另一方面，廢水處理過程中毒性當量(TEQ)削減明顯，在水質安全方面提出了有效的證明。整個項目工作，開創了一套以O1/H/O2為生物技術的新工藝系統，發明了異重流污泥原位分離流化床以及協同混凝吸附作用原理的兩種新型反應器，探索了從廢水中分離能量物質並轉化為高能氣體、能量自給的同步除碳脫氮以及多段流態化臭氧催化氧化惰性污染物的三種新原理，結合焦化廢水水質特徵以及典型污染物形成與濃度信息，在研究、技術、套用方面進行了大膽的嘗試，取得的認識與經驗有助於解決我國煤化工行業面臨的水污染問題。
