談焦化廢水深度處理技術(shù)

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摘要：焦化廢水含有多種復(fù)雜污染物，具有難降解的特性，一直是水處理行業(yè)的難點(diǎn)。本文介紹了焦化廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，分析了國(guó)內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀，以期為焦化廢水深度處理提供理論依據(jù)，促進(jìn)水處理行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：焦化廢水；深度處理技術(shù)；研究進(jìn)展

焦化廢水含有大量有機(jī)物，其去除難度大，一直是我國(guó)水處理的難點(diǎn)。焦化廢水是典型的工業(yè)廢水，如何處理好并進(jìn)行合理回收利用是目前需要解決的問(wèn)題。常規(guī)方法處理焦化廢水，往往不能達(dá)到良好的處理效果，處理成本較高。本文分析了焦化廢水的多種處理方式。

1焦化廢水概述

焦化行業(yè)是鋼鐵行業(yè)的附屬行業(yè)，我國(guó)是世界上最大的焦炭生產(chǎn)國(guó)。隨著焦化行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，大量焦化廢水產(chǎn)生。焦化廢水是煤氣凈化和焦化產(chǎn)品制作等工藝產(chǎn)生的廢水。在煉焦工藝流程中，煤氣和管道清洗蒸汽會(huì)形成焦化廢水。焦化產(chǎn)品的其他工藝會(huì)產(chǎn)生煤氣封水、除塵水等焦化廢水。另外，焦化廢水處理廠添加許多藥品時(shí)，會(huì)產(chǎn)生部分難降解的廢水，這也算作焦化廢水[1]。

2焦化廢水的水質(zhì)特點(diǎn)

2.1污染物濃度高

焦化廢水組分復(fù)雜，酚類(lèi)是其主要的有機(jī)污染物，也是焦化廢水COD的重要來(lái)源。一般來(lái)說(shuō)，人們依靠好氧微生物的好氧呼吸作用去除焦化廢水中的酚類(lèi)物質(zhì)，好氧階段能夠迅速將酚類(lèi)物質(zhì)濃度降低。但是，焦化廢水含有苯類(lèi)、吲哚等物質(zhì)，其可降解性差，造成焦化廢水的生化性較差[2]。不同焦化工藝產(chǎn)生的焦化廢水存在組分差異，污染物濃度可能相差好幾倍。一般來(lái)講，焦化廢水中的COD濃度能達(dá)到1000～8000mg/L[3]。

2.2成分復(fù)雜

由于生產(chǎn)工藝的不同，焦化廢水水質(zhì)波動(dòng)較大，成分較為復(fù)雜。焦化廢水含有大量無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，焦化廢水不僅含有大量的氯離子、氟離子、硝酸離子等無(wú)機(jī)離子，還含有大量的酚類(lèi)物質(zhì)、鹵代物、苯系物等難降解的有機(jī)污染物。酚類(lèi)為焦化廢水的主要有機(jī)污染物，占比超過(guò)80%[4]。

2.3有毒物質(zhì)多

焦化廢水含有大量有害物質(zhì)，其中，苯系物、鹵代物等物質(zhì)具有嚴(yán)重的毒害性，能夠威脅人體健康，嚴(yán)重的能夠?qū)е氯梭w癌變、基因突變。另外，研究人員發(fā)現(xiàn)，焦化廢水含有大量的重金屬離子，重金屬離子難以降解，一旦進(jìn)入自然水環(huán)境中而被人誤飲，會(huì)對(duì)人體造成不可恢復(fù)的傷害[5]。

2.4廢水色度高

焦化廢水含有大量的生色官能團(tuán)，還有部分助色基團(tuán)。其中含有的重金屬離子會(huì)引起廢水顏色變化，所以焦化廢水的污染物被降解后，其色度會(huì)明顯降低[6]。

3焦化廢水處理現(xiàn)狀

廢水處理是指以某種方法分離廢水中的污染物或者將其分解轉(zhuǎn)化為無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，使污水得到凈化。焦化廢水處理技術(shù)分為常規(guī)處理技術(shù)和新型處理技術(shù)[7-9]。

3.1常規(guī)處理技術(shù)

3.1.1AO及A2O工藝AO工藝產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代，其將厭氧池放置在好氧池前端，廢水先進(jìn)入?yún)捬醭兀筮M(jìn)入好氧池中。其活性污泥會(huì)受到恢復(fù)時(shí)間的影響，影響處理效率。目前，AO工藝分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式，內(nèi)循環(huán)為改進(jìn)工藝，其造價(jià)比外循環(huán)高。AO工藝?yán)迷械暮加袡C(jī)物作為碳源，不需要另外投加碳源，節(jié)約藥劑投加量，構(gòu)筑物數(shù)量較少。但是，焦化廢水的氨氮濃度較高，AO工藝處理效果并不理想。A2O工藝以AO工藝為基礎(chǔ)，在厭氧池前添加新的厭氧池，能夠?qū)⒎枷阕逵袡C(jī)物降解為鏈?zhǔn)接袡C(jī)物，使長(zhǎng)鏈斷裂為短鏈。該工藝處理效果較好，但是造價(jià)較高，回收周期長(zhǎng)。

3.1.2兩段生物法兩段生物法產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，該方法也稱(chēng)作AB法，分為A段和B段。A段工藝是在缺氧環(huán)境下，將廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)絮凝，實(shí)現(xiàn)降解分離。然后，B段曝氣池進(jìn)行微生物降解。兩段生物法處理效率高，建設(shè)投資較少，后期維護(hù)費(fèi)用較低。但是，A段工藝易產(chǎn)生刺激性氣味，影響周?chē)h(huán)境，B段不能夠有效地脫氮。

3.1.3SBR工藝近年來(lái)，我國(guó)污水處理行業(yè)廣泛應(yīng)用SBR工藝，其是一種產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代的生物處理技術(shù)。該方法通過(guò)反應(yīng)池周期性運(yùn)行來(lái)進(jìn)行生物處理，縮減污泥回流流程，運(yùn)行更為簡(jiǎn)單。SBR工藝能夠有效地防止污泥膨脹，污泥沉淀性能較好。但是，SBR工藝在處理焦化廢水時(shí)不能充分進(jìn)行硝化反硝化，所以其不適用于處理氨氮濃度較高的焦化廢水。有研究可以在SBR曝氣前后加入?yún)捬豕に嚕Y(jié)果表明，在4h的厭氧反應(yīng)下，微生物能夠充分進(jìn)行反硝化反應(yīng)，氨氮濃度和有機(jī)物濃度得到大幅度的降低。

3.1.4MBR工藝MBR工藝是一種結(jié)合生物處理技術(shù)和膜處理技術(shù)的廢水處理方法，該方法首先通過(guò)微濾膜將廢水分離，膜分離作用要比傳統(tǒng)沉降的效率高得多，提高了污泥含量，生化能力顯著增強(qiáng)，進(jìn)而提高了有機(jī)物降解速率。相比傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)，MBR工藝處理效率更高，運(yùn)行平穩(wěn)，建設(shè)占地少，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。但是，其使用了膜處理技術(shù)，所以投資成本增加，需要通電的地方多，后期維護(hù)費(fèi)用偏高。3.1.5延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣法產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，該方法在國(guó)外得到廣泛利用。延時(shí)曝氣法延長(zhǎng)了好氧段的反應(yīng)時(shí)間，使活行污泥長(zhǎng)期處于內(nèi)源呼吸階段，能夠最大限度地降低廢水中有機(jī)物的濃度。內(nèi)源呼吸時(shí)間增加，所以其剩余污泥顯著減少，污泥產(chǎn)量更為穩(wěn)定。但是，延時(shí)曝氣法占地面積較大，曝氣時(shí)間的增加導(dǎo)致處理成本的增加。

3.2新型處理技術(shù)

3.2.1深度氧化技術(shù)深度氧化技術(shù)利用氧化劑的強(qiáng)氧化性來(lái)氧化焦化廢水中的有機(jī)物，目前常見(jiàn)的氧化方式有光化學(xué)氧化和化學(xué)氧化。光氧化技術(shù)利用紫外線和一些催化劑的共同作用，對(duì)焦化廢水進(jìn)行降解?；瘜W(xué)氧化技術(shù)利用雙氧水等氧化劑對(duì)廢水進(jìn)行降解，近年來(lái)，芬頓氧化法得到廣泛的關(guān)注和利用，其就是利用鐵離子的氧化性，去除效果良好。

3.2.2生化技術(shù)生化技術(shù)是指生物強(qiáng)化技術(shù)，其產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，并在80年代得到廣泛利用。該方法利用微生物對(duì)廢水中有機(jī)物的降解作用進(jìn)行處理。對(duì)于已建成的焦化廢水處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)降低污泥負(fù)荷來(lái)提高污染物去除效果。工程實(shí)踐常通過(guò)提升回流比來(lái)提高污泥濃度，但是曝氣池容積要求變高，這樣就與原工藝設(shè)計(jì)沖突，通常很難實(shí)現(xiàn)；也可以改善曝氣池內(nèi)微生物的活性來(lái)提高污泥濃度，或者投加生物鐵或者微生物所需的生長(zhǎng)素，增強(qiáng)常規(guī)生化處理效果，后者較易實(shí)現(xiàn)。不同水質(zhì)的廢水可采用不同的微生物，可培育特異性微生物進(jìn)行處理。生物強(qiáng)化技術(shù)能夠顯著提升微生物的活性，對(duì)廢水中有機(jī)物的去除效率能夠達(dá)到50%。生物強(qiáng)化技術(shù)能夠降低污泥負(fù)荷，提升廢水處理效果。在實(shí)際應(yīng)用中，人們可以通過(guò)投加活性炭等吸附質(zhì)來(lái)提升處理效果，該技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。

4結(jié)論

焦化廢水濃度高，成分復(fù)雜，含有多種常規(guī)工藝難以處理的污染物。生化法處理量大，處理成本低，無(wú)二次污染，可以預(yù)見(jiàn)，在今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，生化法仍將是焦化廢水處理的主要方法。提高生化處理效率的生物處理新工藝將是未來(lái)研究的重要方向。焦化廢水作為工業(yè)廢水中較難降解的有機(jī)廢水，其具有多種處理方式，但是每種方式的處理效果不盡相同。近年來(lái)，人們研發(fā)了許多新型處理技術(shù)來(lái)處理焦化廢水，相比傳統(tǒng)技術(shù)，優(yōu)勢(shì)突出，如芬頓氧化技術(shù)和活性炭吸附連用、光催化氧化技術(shù)和活性炭吸附連用等。未來(lái)，人們要加強(qiáng)焦化廢水處理技術(shù)研究，不斷研發(fā)新技術(shù)，將新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，提升焦化廢水處理效果。

作者：劉莎 陳康康 單位：山東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司