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石油化工行业产生的废水,种类繁多,污染物组成复杂,水质特征千差万别,处理难度很大。以华北某石化企业产生的石化综合废水为研究对象,解析该类废水中有机物组成特性及生物降解特征,结合厌氧滤池+纯氧曝气生物工艺处理石化废水的效果,分析生物工艺处理此类废水存在问题并分析其原因,据此提出针对该类废水的生物处理系统优化方案。主要结论如下:(1)该石化废水由精对苯二甲酸(PTA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚醚三种石化废水混合而成,有机物成分复杂。通过对废水中有机物亲疏水性和分子量分布分析可知,废水中所含有机物主要为疏水性小分子有机物。利用光谱分析,如紫外-可见光、傅里叶变换-红外技术等,分析出废水中主要含有苯环类、烷烃、酯类、有机酸类、酚类及醇类等化合物结构。利用EEMs-PARAFAC技术对废水中溶解性有机污染物的三维荧光光谱进行解谱,识别出三种石化废水含有的典型污染物,PTA废水中含有对苯二甲酸(TA)、苯甲酸(BA)等苯环类芳香族化合物,PET废水中含有对苯二甲酸乙二醇酯、苯酚等芳香族化合物,聚醚废水中含有苯乙烯及石油类等污染物。分析三种废水生物毒性可知,PTA废水的浓度最高,生物毒性最强,而PET废水单位TOC下生物毒性最强。(2)采用厌氧滤池(AF)+纯氧曝气生物工艺处理该石化混合废水(PTA:60-80%;PET:10-20%;聚醚10-20%),考察废水混合处理对生物处理系统去除效果的影响。当厌氧系统(AF)容积负荷为1.43KgCOD/(m~3·d),水力停留时间为40h,AF对废水中COD去除率为50%-70%,而后续好氧生物系统COD去除率为50%-80%。通过对废水的厌氧生物降解过程分析可知,PET和聚醚废水的混入,会对PTA废水的典型污染物生物降解产生抑制。分析废水好氧生物降解过程可知,三种石化废水混合处理,生物系统主要抑制作用来自于PTA废水,因为PTA废水浓度较高,占石化混合废水中的主要部分。PET和聚醚废水的混入并未明显影响好氧生物活性及有机物降解过程。(3)利用主成分分析(PCA)揭示好氧段活性污泥沉降性差的原因,结果显示DO与MLSS呈弱相关,OLR与出水SS和SV具有很强的相关性,说明OLR的变化对污泥沉降性和出水SS的影响较大。(4)为提高生物系统处理效果,发现在AF系统增加底泥循环,可以避免反应器底部堵塞或防止进水出现短流现象。结果显示在水质变化较大情况下,底泥循环能提高系统抗冲击能力。通过优化系统HRT和温度参数发现,延长HRT能提高有机物的去除率,温度优化最佳运行条件是37℃。