焦化废水深度处理技术分析

张玉杰 1 孙艳全 2

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摘要：焦化废水含有大量的酚类、联苯吲哚和喹啉等有机污染物和氰、氨氮等有毒物质，污染物色度高，属于难生化降解的高浓度有机工业废水。在实践中，按照有害物质浓度的分类方法，对焦化废水的处理可分为三级：一级处理方法主要为溶剂萃取法与蒸汽循环法脱酚，该处理方法主要用于对高浓度含酚废水进行处理；二级处理方法主要是生化处理法，主要用于对中等浓度的含酚废水进行处理；三级处理方法主要包括活性炭吸附法和臭氧氧化法，该处理方法主要是对经过二级处理后的废水进行处理。废水的三级处理设备具有投资大、运行费用高等特点，因此大多数焦化厂未设置三级处理。从焦化厂污水排放的处理情况来看，大多数焦化厂的废水BOD可以达到国际废水二级排放标准，但经处理后的污水中氰化物、COD等污染物的含量依然超标，不能完全达到国家要求的污水排放标准。 关键词：焦化废水;深度处理技术;

引言

焦化废水主要产生于钢铁工业、煤炭工业的生产过程中，其具有水量大、COD高、组分复杂、难降解物质所占比重大、无机组份中的盐分、氨氮含量高，以及产生色度、挥发性等特点，对环境的污染程度比较大。随着我国钢铁工业、煤炭工业的迅速发展，焦化废水的产生量也在成倍的增加。与此同时，我国新发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171－2012)新标准，常规的处理方法已无法满足排放标准，因此探究更加高效、经济、无二次污染的方法来处理焦化废水迫在眉睫。焦化废水的处理方法主要包括:物理化学法、化学法以及生物化学法。

1焦化废水深度处理技术概述

2012年以前，在我国，焦化废水采用二级处理办法即可，即先对污水中的油和悬浮物进行预处理，之后利用生化处理法对预处理后的污水进行COD和氨氮处理。2012年，国家颁布的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171—2012）对焦化废水中的COD、氨氮、悬浮物、挥发酚、氰化物等有了更加严格的规定，而且增加了氮、磷、硫化物等指标，该标准明确规定：单位产品基准排水量为0.4m3/t[1]。就目前而言，我国大多数焦化厂排放出的污水并未符合新标准中的规定，存在COD、氮等有害物质浓度过高的问题，大多数焦化厂的工艺不能达标，加剧了焦化厂污水处理的难度。近些年来，为了提升能源利用效率，我国很多焦化厂逐步采用干熄焦技术，这意味着不再使用传统的湿法熄焦处理技术。

2焦化废水深度处理关键技术分类

2.1生物化学法

1. 生物脱氮处理技术。生物脱氮技术处理焦化废水主要包括“A/O”和“A2/O”等方法。A/O处理法首先利用亚林硝化菌中的活性污泥在特定的条件下将污水中的氨氮物质转化为NO2，然后再利用反硝化菌处理由NO2生成的亚硝酸盐，使其最终转化为无害的氨及游离氮;A2/O处理法是在上述方法的“缺氧段”之前增加一个“厌氧段”，此段的加入可以将部分可生物降解的有机物分子转化为易被生物降解的更小分子，提高了废水的可生化性，降低了之后“反硝化－硝化系统”中NO2/N的含量，同时又满足了“缺氧段”碳源的需求量。该技术目前已发展至成熟阶段。随着好氧颗粒污泥技术的发展，其结构紧凑致密、沉降性能好、生物量较高的优点以及具备多种微生物功能、剩余污泥量较少等优势，在水处理方面得到越来越多的关注。2）移动床生物膜反应器。作为一种新型复合水处理技术，移动床生物膜反应器(MBBＲ)是通过在曝气过程中使填料在外力作用下和污水充分接触。随着反应时间增长，不断有污水中的微生物在填料表面附着生长，从而形成一层生物膜，水体通过生物膜吸附降解污水中的污染物得到净化。MBBＲ被广泛用于污水的处理回收，是基于其相比于传统膜生物反应器，具有占地空间小、污染物易扩容、不易堵塞等优点，是一种新型高效的污水处理方法。针对性地解决了焦化废水处理工艺抗冲击能力差，TN、NH3－N、COD去除率低，运行费用高等问题。研究表明，A/O+MBBＲ组合联用可实现COD质量浓度从4000～4600mg/L降低到250mg/L，COD去除率达93．7%～94．6%。MBBＲ单独用作焦化废水深度处理技术，应用于A/O工艺后或与其他工艺联用可进一步去除COD及TN。

2.2物理法

物理法主要是对废水中的矿物质、固体悬浮物以及油类等进行处理，常用的主要有过滤法与膜分离法。过滤法是指利用某种介质组成的过滤层对焦化废水进行过滤，该方法可以将焦化废水中的大多数悬浮物除去，其原理是利用颗粒介质的截流、筛分、黏附等作用将水中的悬浮物去除。工程中常用的过滤器主要为压力式和重力式，其中压力式过滤器使用范围更加广泛，例如，工程中所使用的石英砂过滤器、纤维滤料等均属于压力式过滤器。膜分离法是指利用多孔膜的选择透过性来对焦化废水进行分离与提纯，该处理方法的机理是利用液-液分散体系中两相与固体膜表面亲和力的不同来达到分离效果。常见的技术有反渗透、纳滤、超滤与微滤。其中，反渗透和纳滤这两种膜分离法主要使用的膜材料为醋酸纤维素与聚亚酰胺等，主要用于去除废水中的盐分。超滤与微滤所使用的膜材料为PVDF、PSF、PVC与PS等，主要用于去除污水中的悬浮物、胶体、微生物等。

2.3化学方法

1. 焚烧法。焚烧法处理废水是将经预处理的废水在高温燃烧炉中进行焚烧反应，使有机物充分氧化分解并最终转化为CO2和H2O及少量无机灰分。该方法虽可以高效率地处理高浓度焦化废水，且无二次污染，但处理费用较为昂贵，目前在我国发展应用较少。2）臭氧法。臭氧法利用臭氧的强氧化性对焦化废水中的污染物进行氧化分解，同时还具有除臭、脱色、杀菌的功效。多余的臭氧可以很快与水反应生成氧，不会造成二次污染，而且操作流程也较为简单。但该方法的投资、耗电、处理成本都较高，而且操作过程需要严格操作，以避免臭氧泄露污染周围环境。所以，臭氧法目前在深度处理以外的过程应用较少。在美国已有臭氧法净化焦化废水的应用。

2.4物理化学法

物理化学法包括吸附法、电化学法、超声波空化法等。超声波空化法是物理化学法的一种，超声波的频率一般为2×104～25×108Hz，在水体中能够发生空穴或空化效应。因此，当超声波通过废水时，污水中的微小油滴和水体会发生振动现象，大小不同的粒子存在不同振动速度，油滴之间发生碰撞与融合，小油滴逐渐转变为大油滴。当油滴粒径足够大时，油滴不能够随超声波振动，将做无规则运动，最终污水中的中小油滴通过凝集上浮，之后使用奇特设备进行分离即可实现对污水的净化。 结束语

就目前而言，我国新建的焦化项目按照国家对焦化产业的要求，逐步采用干熄焦后，焦化废水深度处理成为行业发展的重点.为保护自然生态环境，确保焦化产业的可持续发展，有必要对当下常用的焦化废水深度处理工艺进行论述，总结在工程实践应用中存在的问题，进而促进焦化废水深度处理技术的发展。

参考文献

[1]廖侦君.焦化废水深度处理技术分析[J].中国资源综合利用,2020,38(06):186-188.

[2]韦芳,汤爱华,种芬芬,张敬.一种焦化废水深度处理工艺[J].广东化工,2020,47(10):120-122.

[3]郭可欢,孙婧越,刘子璐,张文莉,李杰.焦化废水常用处理工艺的研究进展[J].广州化工,2019,47(23):20-23.

[4]王海军.焦化废水深度处理中预处理工艺的选择与应用研究[J].化工管理,2019(14):47-50.

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