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焦化废水是一种典型难生物降解的高浓度有毒有机工业废水。其水质成分极为复杂，污染物多为“三致”物质，对人体健康和生态环境产生巨大威胁。本文采用填充特殊载体的生物滤池A/O系统对实际焦化废水进行了处理研究，并结合物化工艺对生化出水进行了深度处理研究。进一步将特定物化工艺与生物滤池A/O系统耦合构建新型集成系统，处理后出水COD和氨氮均能达到国家一级排放标准要求。取得的主要研究成果如下：
(1)采用特殊载体(FPUFS，功能化聚氨酯)构建了生物滤池A/O系统并对实际焦化废水进行处理研究。该生化系统在长时间运行条件下表现出了良好的污染物去除性能。在HRT=45h，回流比为300％时，生物滤池A/O系统出水氨氮浓度低于15mg/L，达到国家一级排放标准的要求；COD去除率稳定的保持在80％以上，出水COD约200mg/L，难以进一步生化降解。
(2)在HRT为30～60h条件下，生化系统COD去除率稳定保持在80～91％。HRT对氨氮的去除具有明显的影响作用，随HRT从30h提升到45h，氨氮去除率由50％提高至90％以上，最佳条件下达96.8％。生化出水内回流能显著提高系统的TN去除率。在无回流时，系统具有40～50％的TN去除效率，而在回流比为300％时，系统的TN去除增加至77.5％。
(3)焦化废水中的小分子量有机物主要为酚类化合物。经过生物滤池A/O系统处理后，酚类有机物得到了高效的去除，生化出水中未检测出任何酚类有机物，但含有相当一部分大分子量有机物，主要集中于10000～30000Da。此外，生化出水中的难降解有机物主要为腐殖质类物质，具有C-N、C-O、C=O、-CH3、-CH2、-CH和苯环等结构特征，造成生化出水COD偏高。
(4)从处理效果、操作难易程度和处理成本等方面研究并比较了混凝沉淀、Fenton氧化、活性炭吸附和铁炭微电解工艺处理典型A/O系统焦化生化出水的性能。综合分析研究表明，混凝和铁炭微电解具有更强的实用性。
(5)采用铁盐混凝剂对生物滤池A/O系统生化出水进行深度处理。结果表明，络合沉降、络合吸附和吸附是混凝过程中三种主要的有机物去除机制，并且在弱酸性和中性条件下以络合沉降和络合吸附为主，在中性和弱碱性条件下以吸附为主。混凝主要去除了10000～30000Da和2000Da以下两个范围内的疏水性有机物，而对亲水性有机物没有明显作用。
(6)生物滤池A/O系统耦合微电解工艺的集成系统对COD和氨氮的去除性能均优于同等运行条件下的生物滤池A/O系统。集成系统出水水质稳定，最佳条件下COD＜80mg/L，氨氮＜5mg/L，均能达到国家一级排放标准的要求，具有良好的工程应用前景。