探究高濃度焦化廢水處理工藝

摘要：高濃度焦化廢水是一種成分比較復(fù)雜的工業(yè)廢水，在處理方面比較棘手，同時(shí)還會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成較大的影響，是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域比較重視的內(nèi)容。本文首先對(duì)廢水的初步形成作了簡(jiǎn)介，其次對(duì)高濃度焦化廢水的處理方法進(jìn)行了細(xì)節(jié)分析，最后對(duì)處理工藝的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行探討，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：高濃度焦化廢水;處理工藝;廢水處理

中圖分類號(hào)：X784 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.064

Study on the treatment process of high concentration coking wastewater

Wu Yongxing

（Shandong Zhonghui Consulting Management Co.，Ltd.，Dezhou Shandong 274000，China）

Abstract：High concentration coking waste water is a kind of industrial waste water with complex composition，which is difficult to deal with and has a great impact on the ecological environment.In this paper，the initial formation of wastewater is introduced，the treatment methods of high concentration coking wastewater are analyzed in detail，and the future development of the treatment process is discussed for reference.

Key words：High concentration coking wastewater;Treatment process;Wastewater treatment

焦化廢水是在鋼鐵工業(yè)、城市煤氣廠在日常生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生廢水的總稱，焦化廢水主要是在開(kāi)展一些工藝的過(guò)程中，煤炭遇到高溫或是凈化處理后形成的廢水，該廢水通常被大量排放，而且水中含有的雜質(zhì)比較復(fù)雜，一般會(huì)包含大量的酚類、聯(lián)苯、吲哚等難分解的污染物，同時(shí)還會(huì)帶有硫、氟等有害的無(wú)機(jī)物，高濃度焦化廢水的生物需氧量和化學(xué)氧量比值一般在0.28～0.32之間。另外，高濃度焦化廢水量比較穩(wěn)定，但水質(zhì)含有的物質(zhì)會(huì)有波動(dòng)，使得其在處理方面比較困難，給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)一定影響。

1 高濃度焦化廢水的主要來(lái)源

煉焦一般分為土法煉焦和機(jī)械煉焦，前者相對(duì)比較傳統(tǒng)，隨著時(shí)間的不斷推移，技術(shù)不斷地提升，再加上我國(guó)近幾年對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，土法煉焦已經(jīng)沒(méi)有企業(yè)再次使用，大多情況下都會(huì)采取機(jī)械煉焦為主。煉焦生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)生成大量的廢水，具體可以分為三個(gè)階段：（1）除塵廢水階段是在運(yùn)煤、備煤等階段產(chǎn)出，該廢水具有大量的固體存在，且會(huì)懸浮在表面，同時(shí)水中會(huì)含有酚和氰等有害物質(zhì)，一般情況下澄清或是沉淀處理能夠改善水質(zhì)，并且還能再次返回到工藝中運(yùn)用。（2）剩余氨水是在原煤中產(chǎn)生的水與冷凝水降溫組成，剩余氨水中會(huì)有濃度較高的焦油和氨，是高濃度焦化廢水中占據(jù)量最高的廢水，通常情況下會(huì)占據(jù)全場(chǎng)生產(chǎn)廢水量的60%，該廢水需要通過(guò)多項(xiàng)工藝進(jìn)行處理再將其放入污水處理設(shè)施中。（3）酚氨廢水通常是一些化學(xué)產(chǎn)品在加工過(guò)程中與其他物品相接觸形成的廢水，其里面含有大量的焦油、粗苯等物質(zhì)，在加工的過(guò)程中其冷凝水與冷卻水相混合形成酚氨廢水。酚氨廢水是高濃度焦化廢水中的主要成分，在不同的生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生酚氨廢水，它主要含有酚、氫、硫化等無(wú)機(jī)物質(zhì)。另外，在生產(chǎn)的過(guò)程中，還會(huì)形成濃度較高的脫硫廢液，這些都是相對(duì)較難處理的廢水，需要多種工藝進(jìn)行結(jié)合進(jìn)行過(guò)濾。

2 高濃度焦化廢水污染控制技術(shù)

2.1 預(yù)處理技術(shù)

焦化廢水中含有大量的酚類、氰類以及焦油等雜質(zhì)，這些物質(zhì)都帶有一定的毒性，在處理前需要盡可能除去廢水中含有的雜質(zhì)量，這樣可以讓預(yù)處理更加穩(wěn)定。高濃度焦化廢水預(yù)處理技術(shù)有以下幾種方法：

2.1.1 沉淀法

沉淀法包括藥劑沉淀和混凝沉淀，混凝沉淀是指向廢水中投入混凝藥劑，將一些復(fù)合的離子和雜質(zhì)進(jìn)行分離，通常情況下廢水中會(huì)有一些物質(zhì)表面帶有電荷，這些帶電物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生凝集。經(jīng)過(guò)相關(guān)專家的研究發(fā)現(xiàn)，廢水中運(yùn)用絮凝劑進(jìn)行預(yù)處理效果十分理想，能夠?qū)⒔够瘡U水中的COD和污濁去除，去除率分別達(dá)到25%和95%以上，這樣能夠大幅度提高廢水的可化性，廢水中含有的污染物負(fù)荷會(huì)有明顯的降低，通過(guò)專業(yè)人員研究發(fā)現(xiàn)，聚丙乙烯胺對(duì)廢水進(jìn)行處理能夠加快其沉淀速度，而且效果十分理想?；瘜W(xué)藥劑沉淀法是向廢水中投入定量的化學(xué)藥劑，并通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物將廢水中的有害物質(zhì)去除。經(jīng)過(guò)相關(guān)專家的研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用氯化鎂和12H2O、磷酸氫二鈉進(jìn)行搭配對(duì)高濃度焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理，取得十分理想的效果，將廢水中含有的氨氮成分去除掉99%。在利用沉淀劑與廢水進(jìn)行反應(yīng)，磷酸銨美沉淀，將pH值控制在8.5～9.5之間，并投入藥劑Mg2+：NH4+：PO4，并將它們按照1：4：1的進(jìn)行投放，能夠?qū)U水中含有的氨氮成分全部去除，同時(shí)還能將原濃度為2 000mg/L降至15mg/l。通過(guò)專家的研究發(fā)現(xiàn)，藥劑的配比和pH值的調(diào)試都對(duì)氨氮的去除有一定的影響。做好調(diào)整的情況下能夠去除廢水中氨氮的98%，而且通過(guò)加工改善，可以大幅度減少化學(xué)藥品的使用，降低成本的使用。

2.1.2 萃取法

高濃度焦化廢水中酚成分的主要來(lái)源是氨水，目前多數(shù)焦化廠在處理氨水的過(guò)程中都會(huì)采用萃取法，該項(xiàng)方法能夠?qū)U水中95%的酚成分去除，而且還可以回收一些可利用的資源，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下可以利用難溶于水的萃取劑進(jìn)行處理，將廢水中的高濃度含酚與其去除，能夠?qū)U水中的酚類物質(zhì)分離，經(jīng)過(guò)專家的實(shí)驗(yàn)表明，合理利用萃取進(jìn)行處理能夠?qū)U水中的有機(jī)染污減少至20%。

2.1.3 高級(jí)氧化法

高級(jí)氧化法是通過(guò)不同的途徑產(chǎn)生高反應(yīng)的活性自由因子，再利用強(qiáng)氧化水將廢水中的污染物進(jìn)行降解，再生成等量的小分子物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的方法。有專業(yè)人員對(duì)高濃度焦化廢水進(jìn)行深度處理，發(fā)現(xiàn)試劑能夠降解焦化廢水中的化學(xué)需氧量，一般情況下水中的化學(xué)需氧量為260mg/L，水的投入量為666mg/L，再將溫度升至300k時(shí)，能夠除去雜質(zhì)成分89.53%。專家研究發(fā)現(xiàn)，臭氧催化能夠?qū)Ω邼舛冉够瘡U水進(jìn)行深度處理，將pH值控制在7～8，臭氧催化能夠去除雜質(zhì)高達(dá)68.63%。有專家利用放電技術(shù)對(duì)高濃度焦化廢水進(jìn)行處理，通過(guò)結(jié)果可以看出，可以去除廢水中氰化物，同時(shí)還能讓煙氣脫硫率高達(dá)85%。從目前來(lái)看，高級(jí)氧化法處理廢水的效果相對(duì)比較理想，但在使用成本上相對(duì)較高，所以并不是比較常見(jiàn)。

2.2 生物處理技術(shù)

生物處理是通過(guò)微生物的自然反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的分解，可以將廢水中含有的污染成分去除，而且生物處理技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)便，不需要耗費(fèi)大量的資金，是當(dāng)前焦化廢水處理的主要技術(shù)。目前比較常見(jiàn)的生物處理有以下幾種：

2.2.1 厭氧水解酸化

厭氧反應(yīng)在焦化廢水中能夠?qū)U水中的甲酚和苯酚等化合物進(jìn)行分離，再將喹啉、吲哚等含氮的化合物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和降解，以此來(lái)提高焦化廢水的可化性。在厭氧池內(nèi)，利用微生物濃度以及活性進(jìn)行優(yōu)化。利用生物膜對(duì)焦化廢水進(jìn)行解酸化，在4～5h內(nèi)，生物需氧量和化學(xué)需氧量同時(shí)增長(zhǎng)，并且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增多。厭氧水解酸化反應(yīng)內(nèi)pH值一般控制在6～8，水溫在20～30℃。

2.2.2 生物脫氮

目前國(guó)內(nèi)焦化廢水處理脫氮工藝相對(duì)較多，A/O是當(dāng)前比較流行的脫氮流程，已經(jīng)應(yīng)用于我國(guó)各大鋼鐵廠中，目前大部分焦化廢水處理都為A/O法，其特點(diǎn)是在好氧池前進(jìn)行一段缺氧處理，從而實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)厭氧階段對(duì)廢水化學(xué)含氧量去除為10～15%，大分子降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，提高廢水的可化性。短程硝化是指硝化過(guò)程控制HNO2的末端，直接進(jìn)行硝化反應(yīng)。相比較其他工藝，該項(xiàng)工藝能夠承受更多的氨氮負(fù)荷，同時(shí)能夠?qū)⒔够瘡U水進(jìn)行全面處理。在短程硝化工藝處理廢水中，應(yīng)該將溫度控制在35℃左右，并將其溶解濃度設(shè)定為2～3mg/l，此時(shí)能夠去除焦化廢水中大量的污染物，同時(shí)還能達(dá)到排除氨氮效果。

2.2.3 固定化微生物技術(shù)

固定微生物技術(shù)是將特定的微生物進(jìn)行游離，通過(guò)化學(xué)或物理方法將其放置特定的載體上，并使其保持活性進(jìn)行大量的繁殖方法。該項(xiàng)技術(shù)能夠通過(guò)反應(yīng)提高微生物的濃度，改善生態(tài)環(huán)境，比較常見(jiàn)的方法有吸附法和交聯(lián)法。將HDCMR高效符合微生物加載至酶載體中，其密度相對(duì)比較接近于水，在池內(nèi)會(huì)形成流化狀態(tài)，而且效率相對(duì)較高，使廢水降解速度加快，同時(shí)還能提高抗氨氮沖擊復(fù)合。

2.2.4 生物強(qiáng)化技術(shù)

生物強(qiáng)化技術(shù)是通過(guò)傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)高效降解微生物，提高降解效果和速率，再通過(guò)生物處理體系對(duì)廢水中含有的雜質(zhì)進(jìn)行改善。高濃度焦化廢水中污染物的種類比較復(fù)雜，單一的降解難以有較好的抑制作用，通過(guò)生物強(qiáng)化技術(shù)可以將該工藝進(jìn)行改善，提高污水的處理能力，當(dāng)前通過(guò)生物強(qiáng)化技術(shù)加強(qiáng)對(duì)焦化廢水的處理是一條比較明確的思路。

2.2.5 膜分離法

膜分離法是一種具有較大潛力的處理廢水技術(shù)，其原理是選擇性分離，通過(guò)兩邊施加一個(gè)推動(dòng)力，讓廢水分組通過(guò)薄膜。

3 高濃度焦化廢水污染控制技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向

近幾年來(lái)，焦化廢水深度處理領(lǐng)域還在不斷研究當(dāng)中，其研究方向?yàn)槌瑸V，實(shí)現(xiàn)滲透雙模焦化廢水處理，經(jīng)過(guò)超濾處理廢水后，能夠符合當(dāng)前冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而且經(jīng)過(guò)超濾過(guò)濾后的水可以用做回收，作為補(bǔ)給水十分實(shí)用，可以代替部分新水。在未來(lái)的發(fā)展中相信廢水控制處理技術(shù)會(huì)不斷提升，再結(jié)合其他工藝的改善，污水處理效果會(huì)更加理想，從而也使得我國(guó)的生態(tài)環(huán)境有所改善。

4 結(jié)束語(yǔ)

焦化廢水污染是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域的一大重點(diǎn)問(wèn)題，該類廢水在處理上相對(duì)較難，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響較大，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該重視這一問(wèn)題，并根據(jù)實(shí)質(zhì)情況找到合適的處理方法，在必要情況下可以結(jié)合多種處理技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行全面處理。相關(guān)部門也應(yīng)該重視這一問(wèn)題，加大對(duì)該項(xiàng)處理技術(shù)的投入力度，讓更多的專業(yè)人員投入到工藝技術(shù)的創(chuàng)新之中，從而將廢水處理技術(shù)進(jìn)一步完善，讓我國(guó)生態(tài)環(huán)境有更好的改善。

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收稿日期：2020-04-22

作者簡(jiǎn)介：吳永幸（1986-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保咨詢。