焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展

張小軍, 楊文明

(1.山西潞安焦化有限責(zé)任公司，山西 潞城 047500； 2.山西省化工設(shè)計(jì)院,山西 太原 030024)

引 言

焦化廢水是工業(yè)運(yùn)作中產(chǎn)生的廢水，尤其是煤氣廠和焦化廠是大量產(chǎn)生焦化廢水的發(fā)源地，其主要特點(diǎn)是有害物質(zhì)含量高、濃度高、污染物組成復(fù)雜、含有的有機(jī)物化解困難等，在選擇焦化廢水處理技術(shù)時(shí)主要是通過(guò)三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考量，一投資運(yùn)行成本的考量；二處理效果的考量；三是否存在二次污染的考量。就現(xiàn)階段來(lái)看焦化廢水處理的及時(shí)性、單獨(dú)使用性都不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的對(duì)其的要求。焦化廢水處理技術(shù)的選擇主要是在日常焦化廢水處理工作中，結(jié)合實(shí)際情況，充分考量焦化廢水處理的技術(shù)特點(diǎn)，最終選取兩種或者兩種以上的處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦化廢水處理的工作。

1 焦化廢水處理現(xiàn)有技術(shù)概述

焦化廢水對(duì)于環(huán)境的污染程度比較大，在生態(tài)和諧發(fā)展的社會(huì)必須有效控制焦化廢水的產(chǎn)生和排放，下面就焦化廢水處理技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1.1 焦化廢水物理處理技術(shù)

1.1.1 焦化廢水稀釋和氣提法處理技術(shù)

焦化廢水對(duì)于微生物會(huì)產(chǎn)生一定的抑制和阻礙作用，這時(shí)就需要在生化處理前對(duì)其中含有的污染物預(yù)先進(jìn)行稀釋，對(duì)該過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害氣體進(jìn)行預(yù)先氣提，該方法被稱為稀釋和氣體處理技術(shù)[1]。

1.1.2 焦化廢水混凝法處理技術(shù)

混凝法處理技術(shù)主要是借助于混凝劑對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，待達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行廢水的排放。根據(jù)焦化廢水中有害物質(zhì)的含量及濃度的不同，用混凝劑對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理常用的混凝劑大致有聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵溶液、聚合硫酸鐵、溶解性有機(jī)碳、聚合氯化鋁鐵等幾種。

1.1.3 焦化廢水吸附法處理技術(shù)

吸附法處理技術(shù)主要借助吸附劑對(duì)焦化廢水中的氨氮進(jìn)行深度處理，其特點(diǎn)是處理成本高，吸附劑再生困難，處理高濃度廢水困難等，主要吸附劑有粉煤灰、石灰、樹(shù)脂及顆粒活性炭等。

1.1.4 焦化廢水蒸氨法處理技術(shù)

在焦化廢水處理過(guò)程中關(guān)于降低氨氮度的方法，一般被稱為蒸氨法，但其存在嚴(yán)重不足的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在，在對(duì)焦化廢水處理中不管添加液堿的順序如何，剩余氨水濃度都會(huì)超標(biāo)，無(wú)法達(dá)到外排的標(biāo)準(zhǔn)[2]。

1.1.5 借助煙道氣處理焦化廢水的技術(shù)

借助煙道氣處理焦化廢水的技術(shù)的原理是對(duì)焦化廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行固體物質(zhì)與廢水的分離，利用煙道將分離出來(lái)的廢水全部汽化，實(shí)現(xiàn)了廢水處理后的零排放[3]。

鍋爐煙道排氣口將剩余的廢水氣化，最終將其轉(zhuǎn)變?yōu)?NH4)2SO4，然后再對(duì)煙塵上的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附，經(jīng)過(guò)高溫焙燒爐或鍋爐爐膛內(nèi)處理后，變會(huì)發(fā)生無(wú)毒分解，使排出的廢水無(wú)毒，從而降低對(duì)環(huán)境的污染程度。

1.2 化學(xué)處理技術(shù)

1.2.1 等離子體處理技術(shù)

等離子體處理技術(shù)是利用電對(duì)焦化廢水進(jìn)行氨氮降低處理的技術(shù)，該技術(shù)對(duì)這類有害物質(zhì)可以達(dá)到一致的作用，提高焦化廢水的處理效果。其主要特點(diǎn)是能耗低、效果好、使用范圍廣泛、處理水量大，但由于其處理裝置費(fèi)用較高原因的存在，導(dǎo)致不能夠大范圍推廣，這也是焦化廢水處理技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向[4]。

1.2.2 Fenton試劑法

Fenton試劑法主要指發(fā)用UV-Fenton試劑對(duì)焦化廢水進(jìn)行氧化處理，去除COD以及揮發(fā)酚，然后再利用Fenton試劑氧化-混凝沉降技術(shù)對(duì)焦化廢水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，保證其能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法多用于有毒有害難生物降解有機(jī)焦化廢水在低濃度或者少量時(shí)進(jìn)行處理，其特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、效率高。

1.2.3 焚燒法

焦化廢水處理技術(shù)中的焚燒法主要用于處理焦化廠和煤氣廠產(chǎn)生的濃度相對(duì)較高的廢水，使其轉(zhuǎn)變成CO2和水蒸汽等無(wú)害無(wú)機(jī)物進(jìn)行排放,不會(huì)對(duì)環(huán)境及資源產(chǎn)生二次污染，特別適用于北方寒冷地區(qū)，但由于其處理費(fèi)用較高導(dǎo)致在國(guó)內(nèi)很少被應(yīng)用。

1.2.4 焦化廢水氧化處理技術(shù)

焦化廢水氧化處理技術(shù)根據(jù)其催化劑的不同，大致可分為五種，其中濕式催化氧化技術(shù)是指在特定高溫、高壓條件下,加入適量的催化劑，這時(shí)的焦化廢水就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程的氧化，焦化廢水將變得無(wú)毒無(wú)害，然后再排放到外界；光催化氧化法是指利用紫外線的照射及相關(guān)催化劑粉末的作用，對(duì)廢水中的有毒有害物質(zhì)等進(jìn)行去除的方法；超臨界水氧化技術(shù)是指將難降解的、危險(xiǎn)的有機(jī)物徹底轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，實(shí)現(xiàn)有機(jī)有毒污染物的無(wú)害化；臭氧氧化處理技術(shù)是指利用臭氧與廢水中的有機(jī)物、微生物發(fā)生反應(yīng)，從而除去廢水中的酚、氰，最終將自身分解為氧，不會(huì)造成二次污染。焦化廢水氧化處理技術(shù)是今后發(fā)展的重要研究對(duì)象之一[5]。

1.3 焦化廢水生物處理技術(shù)

1.3.1 焦化廢水活性污泥處理技術(shù)

活性污泥處理技術(shù)是指在同一反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)五個(gè)階段，分別是控制充水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排水、排泥。這種程序化的階段最大的特點(diǎn)就是不能顛倒，不能忽略，只要嚴(yán)格按照此程序進(jìn)行的活性污泥處理才能實(shí)現(xiàn)缺氧、厭氧和好氧,這是一種對(duì)焦化廢水生化處理的過(guò)程，該技術(shù)對(duì)于那些濃度較高的有機(jī)物和微生物分解效果比較顯著。

1.3.2 焦化廢水生物脫氮處理技術(shù)

生物脫氮技術(shù)其主要方法有“A/O”處理法及“A2/O”處理法等。其中“A/O”處理法是指在特定的處理?xiàng)l件下,利用亞林硝化菌中的活性污泥，將NH3/N有效轉(zhuǎn)變氧化成NO2，然后，借助反硝化菌對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體；A2/O處理法是在A/O處理法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)后新興的一種處理方法，這是在A/O法基礎(chǔ)上添加了一個(gè)厭氧段，主要是為了降低后續(xù)反硝化-硝化系統(tǒng)中NO2/N的含量,在酸化(厭氧)的進(jìn)一步作用下，將其中含有的難以降解的有機(jī)物質(zhì)逐步轉(zhuǎn)化為相對(duì)較為易降解的有機(jī)物質(zhì),保證了其可生化性和缺氧段充足的碳源含量。

1.3.3 焦化廢水固定化細(xì)胞處理技術(shù)

焦化廢水固定化細(xì)胞處理技術(shù)主要是借助于相關(guān)化學(xué)技術(shù)手段及物理技術(shù)手段,將焦化廢水中適宜降解有機(jī)污染物的特效菌種進(jìn)行分析或者借助基因克隆技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行克隆，最后進(jìn)行合理有效的固定化,在保持其活性的前提下，反復(fù)利用。

該方法應(yīng)用到焦化廢水處理中的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效提高原微生物細(xì)胞濃度和純度，保證特效菌種的高效，污泥量少。高效的菌種會(huì)對(duì)固液的分離、氨氮的去除、高濃度有機(jī)污染物的降解具有一定的推動(dòng)作用。

2 焦化廢水處理技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向

就現(xiàn)階段而言，焦化廢水處理技術(shù)具有多樣性，其發(fā)展方向因其方法不同側(cè)重點(diǎn)也不同，主要?dú)w納總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

1) 混凝法和吸附法是比較普通的處理焦化廢水的方法，這種方法的效果比較明顯，成本也比較低，在企業(yè)中也很常見(jiàn)。在今后的焦化廢水處理技術(shù)發(fā)展中要加強(qiáng)對(duì)新型混凝劑和吸附劑材料的研究，以求近一步改善提高處理效果。

2) 氧化處理技術(shù)的特點(diǎn)是去除效率高,氧化速度快,無(wú)二次污染，在日后提升技術(shù)方面也要注重將有機(jī)物進(jìn)行分解方面的研發(fā)，比如如何將有機(jī)物氧化為CO2、H2O及其他低分子無(wú)機(jī)化合物，這種技術(shù)可以從本質(zhì)上解決焦化廢水的危害,同時(shí)加強(qiáng)焦化廢水處理方面的管理。

3) 生物處理技術(shù)的特點(diǎn)是處理量大、處理成本低、無(wú)二次污染,在之后焦化廢水技術(shù)研發(fā)和更新的時(shí)候一定要注意工藝、技術(shù)方面，只有提升工藝和技術(shù)才能從根本上解決焦化廢水的處理。

4) 現(xiàn)階段焦化廢水在實(shí)際處理過(guò)程中各方法的實(shí)際應(yīng)用情況能夠保證各種方法優(yōu)點(diǎn)的最大化，全面提高焦化廢水的處理效率。因此，焦化廢水處理多種方法聯(lián)用在很大程度上表明了焦化廢水處理技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展方向。

3 焦化廢水處理技術(shù)中新技術(shù)的發(fā)展

3.1 輻照廢水處理技術(shù)

輻照廢水處理技術(shù)的原理是利用射線或者高能電子束射，在焦化廢水中形成水化電子，然后再利用水化電子對(duì)有機(jī)污染物產(chǎn)生反應(yīng)或者結(jié)合，使有機(jī)污染物降解到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，現(xiàn)階段我國(guó)部分焦化及煤氣廠將該處理技術(shù)進(jìn)行不同方式的組合,很大程度上凈化了焦化廢水,全面提高了焦化廢水處理效果,特別是現(xiàn)階段其部分出水水質(zhì)已經(jīng)能夠達(dá)到工業(yè)用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 超聲波廢水處理技術(shù)

超聲波廢水處理技術(shù)是指利用超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦化廢水中難以降解的有機(jī)污染物的降解,其主要影響因素是超聲波的頻率和通氧量，該技術(shù)是近年來(lái)焦化廢水處理研發(fā)推廣的一項(xiàng)新型處理技術(shù),其原理是利用超聲波在廢水介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的超聲空化，最終造成焦化廢水中有機(jī)污染物的分解與燃燒，進(jìn)而達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)對(duì)單環(huán)和多環(huán)芳烴、鹵代脂肪烴、酚類物質(zhì)等也有較好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

焦化廢水主要是指在進(jìn)行煤制的焦炭、煤氣的凈化和焦化產(chǎn)品的回收等工作時(shí)，其所產(chǎn)生的具有有毒有害物質(zhì)的工業(yè)類廢水。焦化廢水不同于普通的廢水，它對(duì)環(huán)境的危害更大，因?yàn)樗蟹浅８邼舛鹊挠袡C(jī)物，為了達(dá)到更好的效果，現(xiàn)階段我國(guó)采取的是將上述幾種方法進(jìn)行有效的結(jié)合，通過(guò)各自發(fā)揮最大功能的方式實(shí)現(xiàn)去除焦化廢水有機(jī)污染物的效果，該類技術(shù)的運(yùn)用不僅在很大程度上實(shí)現(xiàn)了焦化廢水中的有機(jī)污染物的去除,而且還能充分保證其出水質(zhì)量,降低了由焦化廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境及人們生活環(huán)境帶來(lái)的不利影響。

參考文獻(xiàn)：

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