焦化废水中有机物的识别污染特性及其在废水处理中的降解

原标题：焦化废水中有机物的识别污染特性及其在废水处理中的降解

摘要：采用液-液萃取辅以硅胶、氧化铝净化的方法，并结合GC/MS 分析技术，系统分析了焦化废水中有机物的组成． 在焦化废水中检测到15 类558 种有机物． 根据有机物的分子结构、废水中的含量、毒性及环境效应，筛选出焦化废水中的特征性有机污染物，以区别于其它工业废水，可作为追溯环境中污染物来源的依据．经物理、生物和化学处理后，焦化废水中大部分有机物被去除，其中，对去除率的主要贡献是生物处理阶段． 为了更好地考察生物处理阶段对有机污染物的去除特征，选定酚类、多环芳烃和喹啉类物质作为研究对象，分析了3 类特征性污染物在A/O2工艺各单元中的去除状况及组成变化特征．

关键词：焦化废水，有机污染物，特征性污染物，废水处理，组成分析．

焦化废水是一种典型的量大面广、成分复杂、有毒/难降解工业废水，是煤在高温干馏、煤气净化和副产品回收和精制过程中产生的，除含有高浓度的氨、氰化物、硫氰化物、氟化物等无机污染物外，还含有酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃( PAHs) 等有机污染物［1-2］． 我国是焦化工业的大国，由此工业产生的废水量巨大，约占全国工业废水排放量的2%，其中酚类和苯并芘在2006 年随焦化废水的排放量分别达24000 t 和1602 t［3］． 目前各种处理工艺并不能完全矿化焦化废水中的有机物，处理后的废水中仍含有大量低浓度的污染物随外排水进入环境，这些污染物大多具有“致癌、致畸、致突变”效应和毒性，有可能对生态安全与人类健康带来风险． 因此，认识废水中有机物的组成是制定工艺、控制污染的基础． 由于焦化废水组成极端复杂，缺乏有效的样品预处理技术和仪器分析手段，且关于焦化废水有机物组成的定性与定量研究较少［2，4-6］． 随着复杂基质中有机物的富集、分离等预处理技术的发展和高性能分析测试仪器的普及，使得认识焦化废水的组分成为了可能．

焦化废水在排入到环境之前都要经过处理系统，废水处理站成为了污染控制的关键环节． 由于受工艺技术、操作水平、运行费用等因素的约束，工业废水中的有机物在处理过程中一般都不能完全矿化，剩余的一些有毒有害污染物排入环境水体中，对生态系统包括人类的健康构成影响． 焦化废水处理站目前普遍采用COD、悬浮物、挥发酚、氨氮等宏观指标来评定系统效果与控制出水水质［10］，这些宏观指标对环境安全性的保证已经不能满足． 随着对环境保护的重视以及国家环境法规的完善，特征性有机污染物作为工艺评价与污染控制的衡量指标非常必要．

本文通过选取中国华南地区两个具有代表性的焦化厂的废水作为研究对象，采用液-液萃取辅以硅胶、氧化铝分离方法，结合GC /MS 分析技术，系统地研究了焦化废水中有机物的组成与分子构成，区分了有机物的分子结构特异性、存在含量、毒性和生态效应等特征，筛选出焦化废水中的特征性有机污染物和非特征性有机污染物，并考察特征性有机污染物在稳定运行的废水处理系统中的降解规律．

1 材料与方法

1． 1 废水来源及采样方法

焦化废水原水取自广东韶钢焦化A 厂和B 厂，除油池出水、生物过程出水和外排水采自B 厂废水处理站，该系统采用A/O2废水生物处理工艺． 采样时间为2010 年10 月16 日