焦化废水处理技术分析

焦化废水处理技术分析（精选8篇）

篇1：焦化废水处理技术分析

焦化废水处理技术

摘要：通过分析焦化废水的来源和组成成分,从生物化学法,物理化学法和电化学法三个方面介绍了焦化废水的处理技术,并且比较了不同方法的`优缺点,指出了未来焦化废水处理技术的发展方向.作 者：郝素菊 张蕾 蒋武峰 HAO Su-jü ZHANG Lei JIANG Wu-feng 作者单位：河北理工大学,冶金与能源学院,河北,唐山,063009期 刊：河北理工大学学报(自然科学版) Journal：JOURNAL OF HEBEI POLYTECNIC UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：2010,32(3)分类号：X703关键词：焦化废水 生物化学 物理化学 电化学

篇2：焦化废水处理技术分析

通过对焦化废水的.来源和水质的分析,从物理、化学、生物三个方面,阐述了国内外对焦化废水的处理技术,并建议从源头控制焦化废水的产生和克服处理中的环境污染问题.

作 者：刘晓涛 王春艳 LIU Xiao-tao WANG Chun-yan 作者单位：刘晓涛,LIU Xiao-tao(安阳市环境科学研究所,河南,安阳,455000)

王春艳,WANG Chun-yan(安阳市环境保护监测中心站,河南,安阳,455000)

篇3：焦化废水处理技术分析

目前的各种处理工艺并不能完全矿化焦化废水中的污染物, 处理后的废水中仍有大量的有机污染物随外排水进入到环境中, 这不仅限制了焦化工业乃至相关产业的发展, 也危害到自然生态平衡和人类健康。本课题组认为, 控制焦化废水的有机污染应从认识其中有机物的组成开始, 这是优化工艺、控制污染的基础, 而此类研究[5,9,12,13,14,15]相对较少。对于焦化废水水质认识的不足, 特别是对其中典型有机污染物认识的匮乏, 以及对污染物在废水处理过程中的行为和去向缺乏深入了解, 导致污染控制工艺的选择带有盲目性。

本文分析了焦化废水的污染特征, 综述了焦化废水的处理技术, 以期为焦化行业的污染物控制提供理论支持和借鉴。

1 焦化废水的污染特征

1.1 焦化废水的水质

目前国内外关于焦化废水的研究主要集中在处理方法及不同处理工艺的比较方面[16,17,18,19,20], 鲜见关于焦化废水污染物组成特征和水质全面分析的研究, 而此类研究却是选择经济、高效处理方法和工艺的基础。以焦炭生产规模为1.0×106t/a的广东省韶关钢铁集团有限公司 (简称韶钢) 焦化厂为例, 产生的焦化废水量为1 800 m3/d, 废水COD为2 900~4 100 mg/L, 氨氮质量浓度为100~400 mg/L, 代表了焦化厂技术工艺的普遍水平。而对于少数工艺较为落后、规模较小的焦化厂, 废水COD可达8 000 mg/L以上[8]。本课题组调查了国内38家典型焦化厂的废水水质, 详见表1[21]。由表1可见:不同企业的废水水质差别很大, 某些污染物的浓度相差10倍以上;COD、氨氮、酚类的平均浓度分别为3 430, 549, 483 mg/L;COD和BOD5数值较高, 组成复杂。由于氰化物等物质的存在, 废水呈碱性, 部分呈强碱性。

注:最大值和最小值分别为38家企业中该项水质指标的最高及最低排放值。1) 以时间计。2) 以焦炭计。

由于历史的原因和认识的局限性, 早期认为焦化废水主要由酚、氰污染物组成, 称焦化废水为“酚氰污水”。Zhang等[6,9]采用GC-MS技术对焦化废水A/O和A2/O处理过程中有机污染物的去除和转化进行了分析, 检测出25种有机物, 并指出A2/O工艺有机污染物的种类和数量少于A/O工艺。Czaplicka[12]、陈正夫等[14]、高连存等[22]检测出焦化废水中存在甲基茚、噻吩类、苊、菲、蒽、腈等物质。何苗等[15]对焦化废水进行了GC-MS分析, 共检出有机物51种, 全部属于芳香族化合物及杂环化合物。任源等[7]采用GC-MS技术对A/O2工艺处理焦化废水的88种有机物转化规律进行了分析, 发现生化进水中酚类物质的浓度最高, 占有机组分总量的70%左右, 完整揭示了有机污染物在生物处理阶段各单元的变化规律。

受分析技术和设备的影响, 以上研究发现的有机物种类有限, 不足以概括焦化废水的污染特征。对焦化废水的认识困难主要归因于其有机组分种类繁多, 存在较多同分异构体, 与无机物或金属离子螯合存在, 技术上缺乏有效的富集、分离方法。随着技术的进步, 各种富集分离复杂基质中污染物的方法不断涌现[23,24,25], 使得全面认识焦化废水的构成、了解其污染特征成为可能。

1.2 焦化废水中的典型有机污染物

目前, 废水中检测到的有机物包括苯酚、烷基苯酚、喹啉、异喹啉、苯、烷基苯、吡啶、烷基吡啶、苯胺、烷基苯胺、烷基萘、萘、烷基喹啉、联苯、烷基联苯、菲、蒽、吖啶、烷基咔唑、咔唑、烷基菲 (蒽) 、烷基萘并噻吩、芘、苯萘并呋喃、烷基芘、对联三苯、苯并菲 (蒽) 、苯并吖啶、烷基苯并菲 (蒽) 、吲哚、苯并芘、烷基吲哚、烷基吖啶、苯并噻吩、烷基噻吩、苯并呋喃、苊、噻吩、芴、烯烃、烷烃等[26]。同时还含有多种持久性有机污染物, 如多氯联苯、单环苯烃、多环芳烃、二噁英类。其中, 酚类、多环芳烃、有机氯化物、含氮杂环、含氧杂环广泛存在于其他工业废水中, 这些物质不是某一工业废水所特有的污染物, 无法反映废水的特异性。特征性有机污染物来源于特殊的工业过程, 因而可成为区别工业废水的标志物, 并为判断环境中有机污染物的来源提供依据[27,28,29]。如二氢吲哚、甲基和羟基喹啉、咔唑可作为石油化工废水的代表性有机污染物[27], N, N-二乙基甲苯酰胺、N-苯磺酰胺等性质稳定的有机物可作为垃圾渗滤液的特征性污染物[29]。对于焦化废水, 认识较多的就是酚类物质, 张伟等[30]采用固相萃取法测定了焦化废水中10种烷基酚、2种萘酚、7种氯酚和2种硝基酚, 发现焦化废水中酚类物质以烷基取代酚为主, 质量浓度可达170 mg/L。原煤中存在大量的酚羟基官能团, 这些官能团的存在是煤在高温热解过程中生成酚类物质的直接原因[31]。因此, 酚类物质可作为焦化废水中的典型有机污染物。此外, 根据煤的分子结构特点、焦化热解过程和焦化废水中有机污染物的种类和浓度, 也可认定多环芳烃、喹啉类和有机腈类等物质为该类废水的典型有机污染物。

1.3 焦化废水中的重金属物质

金属物质特别是一些重金属物质具有严重的毒性和生物危害性, 这类污染物一般来源于冶金、制革、化工、采矿、电池生产等行业, 而在焦化废水中鲜有报道[13]。本课题组通过对韶钢焦化厂焦化废水的长期研究发现:在焦化废水中存在13种金属物质, 其中10种为重金属物质;铝与锌的质量浓度较高, 分别为2.9~5.0 mg/L和3.0~6.8 mg/L, 其他金属质量浓度均小于1.5 mg/L。目前, 我国炼焦行业未对金属类物质的排放进行限定, 但焦化厂废水中的锌、镉和铅的浓度高于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》[32]的限值。因此, 随着未来环境法规的完善和民众对环境的重视, 焦化废水中的重金属物质将受到重视。

1.4 焦化废水中污染物的来源

焦化生产过程中主要产生间接冷却水、除尘洗涤水和酚氰废水。间接冷却水主要包括焦化副产品蒸馏时冷却过程产生的废水以及苯与焦油精制时间接加热产生的废水。该类废水水温较高, 但不含污染物质, 可重复使用或直接排放。除尘洗涤水产生于炼焦煤储存、运输、破碎和加工过程中的除尘洗涤, 焦炉装煤或出焦时的除尘洗涤, 以及焦炭的转运、筛分和加工过程中的除尘洗涤。这类废水主要含有高浓度的悬浮固体 (煤屑、焦炭颗粒物) , 一般经澄清处理后便可重复使用。酚氰废水产生于焦油车间和化工产品回收精制车间, 由于各焦化厂工艺的差别, 废水种类也略有差别, 主要有粗苯分离液、焦油分离液、蒸氨废水和脱硫废液等。

酚类、喹啉类、多环芳烃在焦化工艺过程中的含量分布分别见表2~4。由表2可见:在蒸氨废水中检测发现18种酚类物质, 其中主要为苯酚及其一甲基、二甲基物质, 苯酚质量浓度高达232.0 mg/L, 其次为4-甲基苯酚 (质量浓度为40.5 mg/L) ;脱硫废液中酚类物质种类较少, 含有9种酚类, 主要为苯酚、2-甲基酚 (质量浓度分别为10.5 mg/L和4.5mg/L) ;焦油分离液中含有25种酚类, 主要为苯酚和3-甲基苯酚 (质量浓度分别为33.6 mg/L和6.9 mg/L) ;粗苯分离液中含有14种酚类, 主要为苯酚 (质量浓度为80.4 mg/L) 。

ρ, mg/L

研究发现, 144种含氮杂环物质存在于焦化废水中, 其中, 比较典型的有喹啉类、吡啶类和吲哚类[26]。由表3可见:喹啉及其同系物在蒸氨废水、焦油分离液、脱硫废液和粗苯分离液中所占的比例分别为17.7%, 16.2%, 72.3%, 9.3%;喹啉类物质主要分布于脱硫废液中, 喹啉和异喹啉的质量浓度分别为78.5 mg/L和73.0 mg/L, 而在其他工艺废水中均低于30 mg/L。

ρ, mg/L

由表4可见:在各种工艺废水中, 焦油分离液中多环芳烃的质量浓度较高 (约为8.7 mg/L) , 其次为蒸氨废水和脱硫废液 (约为3.4 mg/L和3.2 mg/L) , 最低的为粗苯分离液 (约为0.34 mg/L) ;各工艺废水中多环芳烃的组成差别较大, 但都以2环和3环为主;在焦油分离液、蒸氨废水和粗苯分离液中萘是主要的多环芳烃, 所占比例分别为43.3%, 62.3%, 80.6%;在脱硫废液中主要是苊和芴, 二者所占比例分别为39.6%和20.0%, 而在其他工艺废水中仅为1.1%~4.9%。这说明废水中多环芳烃的分布取决于焦化工艺过程。各种工艺废水中的多环芳烃主要来自于化工产品有机相与水相分离过程中有机物的相转移, 而不是化学反应。

ρ, μg/L

综合考虑, 蒸氨废水贡献了焦化废水70%左右的水量, 仍是焦化废水中典型污染物的主要来源。虽然脱硫废液和焦油分离液中喹啉类和多环芳烃的浓度较高, 但该工艺废水水量较小。未来应对脱硫废液和焦油分离液单独实行分离和处理措施, 即可实现喹啉类物质的回收利用, 又可减轻后续焦化废水生物处理的负担。

2 焦化废水的处理技术

我国焦化废水的处理自20世纪70年代以来, 逐渐形成了机械物化预处理、生物处理和深度处理有效结合的方式。现有的处理技术和工艺在运行稳定的条件下虽可将废水的宏观指标降低到满足国家标准 (GB 18918—2002) , 但未对微观指标进行考察, 以致处理后废水难以达到国家一级标准 (GB18918—2002) 的要求。现行的焦化废水处理工艺组合复杂、流程多、HRT长, 导致工程建设造价高、运行费用昂贵、管理难度大等一系列问题。因此, 焦化废水的处理技术和系统优化还有待进一步提高。

2.1 预处理技术

焦化废水在生化处理前一般要进行预处理, 通常采用气浮法或隔油处理, 以去除焦油等污染物, 避免对生化系统中微生物的抑制和毒害。当焦化废水中的氨氮含量较高时, 一般增设蒸氨塔来实现氨氮的消减和回收利用。Jiang等[33,34]采用溶剂萃取法, 在预处理过程中实现焦化废水中酚类物质的富集转移。Ning等[11]采用超声波辐射、光照等新技术进行预处理, COD去除率可提高48.29%~80.54%, 但尚未进入工业应用。利用Fenton催化氧化法处理好氧曝气产生的泡沫分离液, 能够将其中的有毒难降解有机物转化为低毒或无毒的小分子有机物, 使焦化废水的可生化性明显改善, 该技术已应用到实际工程中[35,36]。采用湿式催化氧化法预处理焦化废水, 能够提高其可生化性, 处理前后的BOD5/COD值可从0.23升至0.84[36]。

预处理可降低焦化废水中的酚类物质、氨氮和焦油的含量, 将大分子有机物氧化成有利于微生物吸收利用的小分子物质, 并实现有用化学物质的回收, 确保了后续生化处理的稳定性。

2.2 生物处理技术

生物处理在焦化废水的处理过程中一般作为二级处理单元, 并以普通活性污泥法为主。以碳和氮循环为核心的生物处理技术对焦化废水中的所有污染物都具有较好的去除能力。针对排放量大、有机质含量高的焦化废水, 生物处理被认为是最经济的处理方法, 可作为焦化废水处理的主导技术。焦化废水含有大量的酚类及含氮杂环化合物[13], 其成分复杂、可生化性差, 单独的生化法均难以实现废水处理的达标排放。为了解决这些问题, 一般采用厌氧 (水解) 和好氧多级生物反应的工艺, 以及多种工艺的组合处理。经两级好氧处理后, COD、酚类、硫氰化物、氨氮的去除率可分别达到90.7%, 98.9%, 98.6%, 99.9%, 后续添加厌氧处理后可达到99.2%的反硝化率[20]。

国内焦化废水处理站主要采用A/O工艺, 也有部分企业采用A2/O、A/O2、O/A/O、A/O/H/O、SBR、生物膜等工艺, 处理效果略有差异[21]。这些处理工艺主要基于微生物脱氮过程, 在焦化废水的处理过程中对有机物也表现出明显的去除效果。在相近的HRT及其他运行参数下, A2/O工艺与A/O工艺有着几乎一样的COD和氨氮去除率, 但A2/O处理工艺存在产酸阶段大分子有机氮脱除氨基的过程, 能更好地脱除有机氮, 同时部分难降解物质在产酸阶段分解为可在好氧段迅速降解的中间产物, 故A2/O工艺在焦化废水的处理中有更好的表现[7]。而对于A/O2工艺, 与A/O工艺相比, 可减少25%的需氧量和50%的污泥产量, 且能承受较高的氨氮负荷。目前, 宝钢集团有限公司焦化厂一、二期和韶钢焦化厂一期均采用A/O2处理工艺。

研究发现, 水解过程能够将大分子有机物分解为小分子物质, 从而改善废水的可生化性[37]。Ng等[38]以含有硝基苯、联苯和多环芳烃等有毒物质的废水为研究对象, 采用水解酸化-好氧工艺进行处理, 对硝基苯、联苯和多环芳烃的去除率分别为98%, 97%, 96%, 证明此工艺可作为有毒有机废水处理的有效方法。本课题组经过韶钢焦化厂一期和二期工程的实践与数据统计分析, 得到超过一定运行负荷的废水对厌氧过程会产生抑制作用, 导致置于首位的厌氧工艺对去除有机物基本无效的推论。基于该推论, 在金牛天铁煤焦化有限公司工程项目中于国内外首次采用了O/H/O工艺, 其对酚类等难降解有机污染物的去除率达98%以上, 在缩短HRT与节能降费方面取得了显著进步。

2.3 深度处理技术

深度处理也称三级处理, 是针对生物出水的进一步处理, 包括混凝强化、吸附、脱色、高级氧化等, 以解决生物出水中残留的COD和氨氮等污染物难以达标的问题。目前, 混凝沉淀法、生物强化法、烟道气处理法以及高级氧化法 (包括Fenton氧化、湿式催化氧化、光催化氧化、超临界催化氧化和臭氧氧化法等) 均见于文献报道[39,40,41,42,43,44,45]。其中, 高级氧化法通过产生大量的·OH可无选择性地将废水中的难降解有机污染物降解为CO2和H2O, 具有降解彻底、无二次污染等优点, 但在工程应用方面均未取得突破[8]。

韶钢焦化厂焦化废水处理工程中的生物出水采用O3-H2O2协同氧化, COD去除率达86%以上, 该工艺可将焦化废水尾水中的污染物去除, 使其达到工业循环水回用要求[46]。曹臣等[47]采用微滤和超滤分离技术对焦化废水处理站生化出水进行连续过滤, 发现悬浮组分是焦化废水生化出水COD的主要贡献者, 其贡献率为30%~38%, 胶体组分 (2~450 nm) 的贡献率为31.5%~41.7%。该研究还发现:优先采用混凝沉淀工艺对生化出水进行针对性深度处理, 可使出水水质满足达标排放要求;而若要实现水质的进一步净化, 则可采用微滤或超滤技术。

3 结语

焦化废水是复杂的工业废水, 其研究应以水质学为基础、污染控制学为手段、生态毒理学为目的。焦化废水的处理在未来中国产业革命过程中仍将是值得研究与需要技术突破的关键性领域。由于分析测试手段的进步及人们环境意识的提升, 焦化废水的水质特性、污染特征及有机物种类已得到较为全面的辨析, 其存在的环境风险与生态效应也普遍受到关注, 但尚不清楚新发现有机物的环境效应及其在焦化废水中的复合效应。针对焦化废水的水质特征和环境安全, 选择合理的处理工艺, 采用简便高效的萃取、分离设备回收其中的高浓度化学成分, 培养适用于焦化废水的优势菌种强化生物处理效果, 合成廉价、高效的絮凝剂实现尾水处理的有效性和安全性, 并关注焦化废水处理工程排放气体和固体的二次污染, 是焦化废水污染控制和厂区清洁生产所需加强之处。

篇4：焦化废水深度处理及回用技术探讨

一、前言

焦化废水是在煤高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业有机废水。我国《焦化行业准入条件》中明确规定：酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。本文就多年工作实践对焦化废水回用技术提出改进建议及方案。

二、焦化废水深度处理技术研究及应用现状

近年来，我国将传统的水处理技术针对焦化废水进行了适应性改造及组合，最大限度地发挥了生化、高级氧化等技术的效能，取得了一定成绩。目前， 对焦化废水的深度处理技术主要包括：混凝沉淀法、吸附法、高级氧化技术以及反渗透技术。

混凝沉淀法：采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁等混凝剂对焦化废水进行处理，可使废水出水COD 降至40～70mg/L。

吸附法：利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质，使废水得到净化。通常采用的吸附剂有粉煤灰、熄焦粉、活性炭、树脂等。

高级氧化法：（1）Fenton氧化法——Fenton试剂法是以过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法。（2）臭氧氧化——臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物，微生物迅速反应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。但这一做法在工业废水处理中应用较少。（3）电化学氧化技术——电化学氧化处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。该方法仍处于探索阶段。（4）光催化氧化法——光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率，且能耗低，有着很大的发展潜力。目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。

反渗透技术：反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程。用水泵给含盐水溶液或废水施加压力， 以克服自然渗透压及膜的阻力， 使水透过反渗透膜， 将水中溶解盐和污染杂质阻止在反渗透膜的另一侧。该技术在工业废水处理中使用亦不广泛。

三、焦化废水回用中存在的问题及改进建议

国内焦化厂对焦化废水的回用进行了很多尝试，主要回用方式包括湿熄焦、高炉冲渣、煤场抑尘用水、烧结混料用水，也有厂家用反渗透技术将焦化废水处理后回用作为工业给水。

（一）一级达标废水的回用

1.二次污染。采用湿法熄焦的焦化厂将生化处理后的废水用于熄焦处理，由于国内焦化厂生化处理后出水的COD、氨氮含量仍然较高，回用于湿熄焦、高炉冲渣时必然会使废水中的氨氮及部分有机物散发到空气中，感官刺激强烈，形成较大的二次污染；一些钢厂对焦化废水引入烧结混料工段也做了一些尝试，污染物在之后的高温加工工段可以得到部分炭化分解，减少了二次污染。正常情况下，焦化厂的二级生化处理通常可将氨氮浓度控制在10～20mg/L，但COD通常在200～400mg/L，通过投加聚合硫酸铁、Fenton试剂可将COD控制在100mg/L以下，投加药剂的主要缺点是使废水中的无机物增多，对腐蚀控制不利。建议将投药与吸附法联合使用，以降低水质的二次污染。

2.设备及管道腐蚀。焦化废水具有较强的腐蚀性。废水中的氯离子、氟化物、氨氮以及硫酸根离子浓度较高，对金属腐蚀性较强。因此，焦化废水的腐蚀问题必须得到妥善解决。当作为烧结混料添加水时，投加缓蚀阻垢剂并不经济，因此可以采用混合部分其它循环水系统排污水（含缓蚀阻垢剂）的方式降低其腐蚀性。

（二）工业给水回用

单纯生产焦炭的企业没有联合型钢企所具有的消纳途径，因此很多焦化厂不得不采用反渗透技术将焦化废水进行浓缩，产品水水质较好，可以直接作为工业循环冷却水的补水，产生的浓水则作为抑尘水或伴煤燃烧。

调研中发现，多数焦化厂的反渗透系统不能正常运转，究其原因在于预处理系统的不可靠，膜系统运行不稳定，基本都处于停顿状态，同时浓水的去向也存在很大疑问。

膜厂家针对工业废水开发了耐污染的反渗透膜，但是在实际工程中为保障膜系统安全，通常还是将进入反渗透系统的废水COD浓度控制在20～50mg/L，而以上两种方案进入反渗透系统的COD均在250mg/L左右，因此，膜系统稳定运行的关键是预处理的稳定有效。

絮凝沉淀、Fenton试剂等方法会在废水中引入大量铁离子及硫酸根离子，从而加重膜系统污染及结垢，因此不宜大量使用，但完全采用高级氧化的投资及成本太高，因此建议先使用混凝沉淀等方法将废水COD控制在 100～150mg/L，然后再使用高级氧化技术（臭氧氧化、电化学氧化、湿式催化氧化）以及活性炭吸附的方法对进入膜系统的废水进行深度处理。

根据前面的介绍，电化学氧化、催化氧化技术的工业化应用较少，基本都停留在试验研究阶段。大型臭氧设备在自来水厂作为消毒技术的应用较多，作为氧化技术在工程上的应用则较少，但是与其它高级氧化技术相比，设备相对成熟，国产化程度也较高，因此工程化的优势相对较大。

（三）回用为杂用水

大型钢企通常有杂用水处理及供应系统，因此可以将焦化废水深度处理到一定程度后与生产、生活回用水混合使用，主要依靠稀释的方式使焦化废水的COD、总溶固等指标达到杂用水水质标准，这需要从全厂的水量平衡角度综合考虑，并对杂用水使用过程中二次污染的情况进行研究及评估。

四、结语

针对焦化废水深度处理及回用技术的研究较多，但工程应用较少，主要难度在深度处理技术工业化的不成熟以及投资、运行费用较高。因此，一方面应加大高级氧化技术的工业化进度，另一方面，应在钢厂内寻找消纳源，实现焦化废水的分散式消纳，从而大大降低深度处理的规模，这需要水处理技术工作者结合钢企生产人员自下而上进行系统分析和研究。

参考文献

[1] 卢建杭，王红斌 等.焦化废水专用混凝剂对污染物的去除效果与规律[J]. 环境科学， 2000， 21（4）.

[2] 周 红.焦化废水回用处理工艺流程的选择 [J].科技信息，2008， 27：28-29.

[3] 张建磊，张焕祯等.焦化废水回用转炉煤气洗涤水系统可行性研究[J]. 工业水处理， 2007， 27（9）.

篇5：焦化废水处理技术的新进展

焦化废水处理技术的新进展

焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水,受原煤性质、炼焦工艺、焦化产品回收等诸多因素的影响,其成分复杂多变,属于难处理的工业废水.利用传统的方法和工艺处理焦化废水不能达到令人满意的效果.近年来,不断有新的方法和技术用于处理焦化废水.作者介绍了焦化废水的预处理、生化处理、深度处理过程中所用的`新技术和新方法,以及这些技术和方法的研究应用情况,并对焦化废水处理的前景进行了展望.

作 者：宫磊 徐晓军 作者单位：昆明理工大学环境科学与工程学院,云南,昆明,650093刊 名：工业水处理 ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：24(3)分类号：X703.1关键词：焦化废水 预处理 生化处理 深度处理

篇6：焦化废水处理市场和技术研究报告

焦化废水是国内外工业废水处理领域的难题。煤在炼焦过程中除了有75%左右变成焦炭外，还有约25%生成各种化学产品及煤气。焦化废水是由原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的。废水成分复杂，其水质随原煤组成和炼焦工艺而变化。焦化废水中含有数十种无机和有机化合物。其中无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等。总之，焦化废水污染严重，是工业废水排放中一个突出的环境问题。

《2011工业废水处理市场和技术研究报告》系列六——《2011中国焦化废水处理市场和技术研究报告》研究汇总了目前焦化废水处理技术应用的状况，搜集了全国知名工业废水处理企业的大量案例，有助于掌握焦化废水处理行业的市场状况、技术应用趋势和进展、从业企业核心竞争力等。该报告专为工业企业用户、污水处理工程企业、污水处理设备企业、工业污水处理厂、污水处理技术研究人员、投融资研究人员、政策研究人员打造而成。

第一部分主要介绍了焦化废水的来源、特点与水质水量，焦化废水的危害以及我国焦化废水的排放现状等。

第二部分针对焦化行业市场的发展现状进行分析，包括焦化行业运行的情况与特点、焦化行业的结构调整以及我国焦化行业的发展趋势。

第三部分主要从焦化废水处理行业相关的政策角度，分析了我国发展焦化行业的政策措施和目标方向、焦化行业的准入条件、焦化废水的现行治理标准以及回用标准及焦化废水治理工程技术规范。

第四部分主要针对焦化废水处理技术进行具体的介绍，包括焦化废水的物理化学处理法、生物化学处理法、化学处理法、焦化废水处理新技术以及焦化废水信息来源环保英才网：http:///

处理工艺等，分别从基本原理、类型、特征、工艺流程、相应的经典案例等多个方面进行了系统的梳理，并介绍了我国焦化废水的处理工艺。

第五部分则将国内焦化废水处理的相关从业企业（全部有案例的工程技术公司）进行了系统的统计，其中详实的介绍了各企业的工艺流程、核心竞争力、案例汇总等，并且针对项目数、地域性、处理能力、不同工艺的应用情况等进行分析统计。

第六部分将焦化废水处理技术的未来发展趋势加以分析，以利于未来焦化废水的处理和环境效益的整体把握。

篇7：焦化废水深度净化新技术述评

焦化废水深度净化新技术述评

摘要：评述了当前先进的厌氧一缺氧一好氧处理工艺及SBR、MBR生物脱氮方法;论述了活性生物酶焦化废水深度净化新技术的研究与应用.作 者：黄跃明 作者单位：太原煤气化(集团)有限责任公司,山西,太原,030024期 刊：机械管理开发 Journal：MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT年，卷(期)：,25(2)分类号：X703.1关键词：焦化废水 净化 技术

篇8：焦化废水处理技术分析

煤炭是我国乃至世界上最主要的能源, 在能源结构中占有相当大的比重, 预计在今后20~50年内, 我国的一次性能源生产消费以煤炭为主的格局不会改变, 因此, 煤焦化工业对我国的国民经济发展意义重大。我国焦炭产量约占全球总产量的60%[1]。然而, 在焦化工业迅速发展的同时, 焦化工业废水的排放量也相应增加, 污染程度加重。通常每生产1 t焦炭, 约产生1.18~1.83 t废水, 我国每年焦化废水的排放量约为2.85×108 t[2]。

焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水[3]。其组成成分复杂, 含有数十种无机和有机化合物。其中无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等, 有机化合物除酚类外, 还有单环及多环的芳香族化合物和含氮、硫、氧的杂环化合物等。焦化废水是一种典型的高浓度难降解的有机工业废水。不同焦化厂, 由于原煤性质、炼焦温度、生产工艺的差异, 焦化废水的水质有所不同[4]。

焦化废水的大量排放, 不但对环境造成严重污染, 同时也直接威胁到人类的健康, 主要表现在: (1) 对水生生物的危害:焦化废水主要含有机污染物, 绝大多数有机物具有生物可降解性, 能消耗水中溶解氧, 当水中氧浓度低于某一限值时, 水生生物的生存就会受到影响, 当水中氧消耗殆尽时, 水质就会严重恶化, 污水中的其他物质如油、悬浮物、氰化物等对鱼类等也都有危害, 含氮化合物能导致水体富营养化; (2) 对人体的危害:污水中含有的酚类化合物是原型质毒物, 可通过皮肤、粘膜的接触吸入或经口服而侵入人体内部, 高浓度的酚可引起剧烈腹痛、呕吐和腹泻等症状, 严重者甚至死亡, 低浓度酚也可引起慢性中毒, 有头痛、头晕、恶心等反应, 还能引起皮肤过敏; (3) 对农业的危害:用未经处理的焦化废水直接灌溉农田, 会使农作物减产甚至枯死, 污水中的油类物质堵塞土壤孔隙, 使土壤含盐量增加以至发生盐碱化。焦化废水引起的污染也降低了水体的观赏价值。

由于含大量有毒的无机和有机化合物, 成分复杂, 危害性大, 具有高COD值、高酚值、高氨氮量的特点, 焦化废水的处理已引起人们的广泛关注。处理的任务是采用各种方法和技术措施, 将污水中所含有的各种形态的污染物分离出来或将其分解、转化为无害和稳定的物质, 使污水得到净化。目前的处理技术, 按其作用原理和去除的对象可分为物理化学法、化学法、生物法等。但是由于处理技术本身的缺陷问题, 焦化废水经上述处理后, 生化出水中C O D (化学耗氧量) 往往不能达标, 氨氮严重超标。另外, 由于管理、经济等方面存在的原因, 导致焦化废水处理装置的开动率不高, 焦化厂的用水总量和重复利用率低。因此, 要做到环境和经济效益双赢, 对焦化废水深度处理方法的研究是非常必要的。

1 物理化学法

1.1 沉淀法

沉淀法包括混凝沉淀法和化学沉淀法两种。混凝法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体, 使废水中污染物质发生凝聚从而沉淀去除。混凝法的关键在于混凝剂, 常见的混凝剂有铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等[5]。目前国内焦化厂家一般采用聚合硫酸铁, 助凝剂为聚丙烯酰胺。卢建杭等开发了一种专用混凝剂M180, 该药剂可有效去除焦化废水中的COD、色度和总CN一等污染物, 使废水出水指标达到国家排放标准[6]。化学沉淀法是向废水中加入化学药剂并使之与废水中的污染物发生化学反应, 生成沉淀, 去除水中的污染物。刘小澜等采用化学沉淀剂M g C I 2·6 H2O和Na2H P O4·12H2O (或MgHPO4·3H2O) 对焦化剩余氨水进行预处理, 取得了较好的效果, 废水中氨氮的去除率达到99%以上[7]。

1.2 吸附法

吸附法处理废水, 是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质, 使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土、粉煤灰等[8]。活性炭是最常用的吸附剂, 分粉末状和颗粒状两种。吴声彪等研究比较了粉末活性炭和柱状活性炭对焦化废水中COD的去除效率, 结果表明, 粉末活性炭对COD的去除率可高达98.5%, 而且粉末活性炭的颗粒有最佳尺寸范围, 粒径为0.09 mm的粉末活性炭对焦化废水COD的去除率最高[9]。但这种方法处理成本高, 吸附剂再生困难, 不利于处理高浓度的废水。

1.3 Fenton试剂法

Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂, 在催化剂作用下, 过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基, 氧化能力很强, 特别适用于某些难治理的有毒工业废水的处理。Fenton试剂法具有反应迅速、反应条件温和、无二次污染等优点, 因此在工业废水处理中的应用受到国内外的广泛重视[10]。其主要工艺流程是, 废水被贮存在一个均化罐中, 然后从均化罐流入一个快速混合罐, 加入盐酸调节废水, pH约为3.0。亚铁离子以200 mg/L的剂量加人混合罐, 混合好的废水用泵抽到氧化罐, 氧化罐中加入1 700mg/L剂量的过氧化氢, 在反应过程中大多数有机物, 包括COD污染物, 被氧化为二氧化碳和水, 因而降低了废水中的COD、BOD、TOC和酚化合物含量。

2 化学法

2.1 催化湿式氧化法

催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下, 在催化剂作用下, 用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化, 最终转化为无害物质N2和CO2排放。该技术特别适用于治理高浓度有机废水。有报道成功研制出双组分的高活性催化剂, 对高浓度的含氨氮和有机物的焦化废水具有极佳的处理效果[11,12]。该法具有净化效率高、二次污染低、能量和有用物料可回收利用等优点。但是, 由于催化剂价格昂贵, 处理成本高, 且在高温高压条件下运行, 对工艺设备要求严格, 投资费用高, 应用受到限制[4]。

2.2 电化学氧化法

电化学氧化法的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。按其原理可分为电絮凝法、电气浮法、电氧化法以及微电解法。有报道用PbO/Ti作为电极降解焦化废水, 结果表明, 电解2 h后, COD值从2143 mg/L降到226 mg/L, 同时760 mg/L的N H 3-N也被去除, 电极材料、氯化物浓度、电流密度、pH值对COD的去除率和电化学反应过程中的电流效率都有显著影响[13]。该法具有氧化力强、工艺简单、不产生二次污染的特点, 是一种前景较好的水处理技术。

2.3 光催化氧化法

光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应, 产生具有较强反应活性的电子, 这些电子迁移到颗粒表面, 可以参与和加速氧化还原反应的进行。此法能有效去除水中酚类物质及其他污染有机物, 而且能耗低, 具有很大的发展潜力。

3 生物法

3.1 普通活性污泥法

普通活性污泥法, 又称传统活性污泥法。系统由曝气池、二次沉淀池和污泥回流管线设备三部分组成[8]。初次沉淀后的焦化废水与从二次沉淀池底部回流的污泥同时进入曝气池, 活性污泥与废水充分接触, 并一起沿曝气池注入空气曝气, 废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附, 而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的好氧微生物分解代谢转化, 并最终氧化成为以CO2为主的终产物。非溶解性有机物则先转化为溶解性有机物, 而后被代谢和利用, 使废水得以净化。普通活性污泥能有效去除焦化废水中的酚、氰, 是一种较好的焦化废水处理方法。

3.2 序批式活性污泥法 (SBR)

S B R是序列间歇式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process) 的简称, 是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥污水处理技术, 又称序批式活性污泥法。该法一般由一个或几个SBR反应池组成, 运行时, 通过进水、曝气反应、沉淀、排水、闲置等5个阶段, 顺序完成缺氧、厌氧和好氧过程, 进而实现对废水的生化处理。与普通活性污泥法相比, 它集调节池、曝气池、沉淀池为一体, 不需污泥回流系统, 因此结构形式简单, 运行工况为间歇操作, 方式灵活多变[14]。目前, SBR技术已得到广泛应用。

3.3 生物膜法

生物膜法又称固定膜法, 是利用附着生长于某些固体物表面的微生物进行污水处理的方, 也是一类废水好氧生物处理技术。处理时, 污水连续流经固体填料, 在填料上能够形成污泥垢状的生物膜, 生物膜上繁殖大量的微生物, 吸附和降解水中的有机污染物, 从而起到净化污水的作用。从填料上脱落下来死亡的生物膜随污水流入沉淀池, 经沉淀池被澄清净化。生物膜法有多种处理构筑物, 如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。

4 人工湿地技术

人工湿地技术是兴起于20世纪60年代的污水处理新技术。它是指人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面, 主要是在地面利用土壤与填料, 在土壤表面种植生命力强、能够有效吸收废水中有机物的植物, 通过填料的过滤使处理废水达到排放标准。在污染物浓度较低的条件下, 人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%, COD去除率可达80%以上。与传统的废水处理工艺比较, 人工湿地处理技术具有投资少, 环境影响较小, 处理效果明显等特点, 因此人工湿地技术用于废水处理已越来越受到重视[15]。

建立人工湿地, 湿地植物种类的筛选是首要任务。目前, 以修复重金属污染植物的研究报道较多。王忠全等以蕹菜 (Ipomoea aquatica) 、油菜 (Brassica campestris) 、美人蕉 (Canna indica) 、水葫芦 (Eichhornia crassipes) 和水花生 (Alligator alternanthera) 为材料, 在水培情况下研究了它们对Hg、C d、P b、C r、C u、Z n等重金属的适应性, 结果显示, 几种植物对重金属模拟废水均有较强的耐受性, 可修复水体重金属污染[16]。颜素珠等将8种水生植物培养于含铜污水中, 以探讨其抗性及净化能力, 结果表明, 8种受试植物净化污水的能力与抗性大小基本一致[17]。刘晓维等的研究发现, 鸭舌草等8种常见代表性湿地植物对废水中Cu、Pb均有较强的净化能力[18]。李星等利用傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR) 测定了一定重金属浓度梯度处理下水芹 (Oenanthe javanica) 和黄菖蒲 (Iris pseudacorus) 根、茎、叶的红外光谱, 发现这两种植物对重金属废水有一定修复能力[19]。陈明利等通过耐受浓度试验, 发现水葫芦、蕹菜、水花生和荇菜 (Nymphoides peltatum) 四种植物对含重金属Cd2+/Zn2+的废水有较好的耐受力及去除率[20]。李星等研究了垂直流湿地 (一级湿地) 中水葫芦、稗草 (Echinochloa crusgalli) 和水平潜流湿地 (二级湿地) 中藨草 (Scirpus triqueter) 、黄菖蒲、芦苇 (Phragmites australis) 、千屈菜 (Lythrum salicaria) 、美人蕉对废水中Cr、Zn、Fe、Mn、Ni和Cu的处理能力[21]。招文锐等研究了宽叶香蒲 (Typha latifolia) 人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性[22], 结果表明, 该系统能有效地净化铅锌矿废水。唐述虞等用香蒲 (Typha orientalis) 、芦苇、灯心草 (Juncus effusus) 等组成的人工湿地系统处理马鞍山铁矿的酸性废水, 发现该湿地系统对Cu、Fe、Mn、Zn和Mg的去除能力均在60%以上, 废水酸度明显降低[2 3]。

我国在人工湿地的技术开发方面已取得了一定的进展。如, 北京昌平表层流人工湿地处理系统的研究, 生活污水和工业废水处理量为500 t/d, 占地2 hm2, 水力负荷为4.7 cm/d, COD去除效率为81.2%, BOD去除效率为85.8%;深圳白泥坑人工湿地污水处理试验工程, 采用潜流式植物碎石体和兼性稳定塘相组合的设计, COD去除效率为71%, BOD去除效率为90%;深圳沙田人工湿地污水处理厂, 处理规模为5000 m3/d, 占地2×104 m2, COD去除率76%, BOD去除效率78%[2 4]。

5 水生植物氧化塘

水生植物是指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。水生植物是水生生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者, 对生态系统物质和能量循环和传递起调控作用。它们在水体中的生态功能使其在水污染防治中具有重要的应用价值。

水生植物氧化塘是氧化塘中的一种, 深度一般在1~2 m之间, 兼具有好氧塘和厌氧塘的优点[25,26,27]。它是人工强化和改进的综合利用氧化塘技术, 即利用水生维管植物、藻类、水生动物和微生物来处理工业废水的生态净化系统, 在生产上一般可作为工业废水物化处理的后续处理, 能有效去除前处理剩余的的碳水化合物、酯、醇、酚、烃、苯系物、含氮有机物及重金属元素, 造价低廉, 是一种符合我国国情的废水处理工艺。

刘光良等在氧化塘内种植水花生、水葫芦、浮萍 (Lemna minor) 等水生植物, 能不同程度地去除废水色度、CODcr及CODMn[28]。杨铨大等通过对水花生塘全年的实测和考察, 证明水花生塘对污水有较大的净化效能, 特别是对N、P的去除较为明显[29]。郑瑛等通过对某矿山香蒲植物净化塘中的泥样、水样、植物样进行测定, 证明香蒲植物净化塘对矿山废水中的重金属污染物有较强的净化作用[30]。黄韵珠等研究发现, 以水葫芦和细绿萍 (Azolla imbricata) 为主体的净化塘对酸、醇、苯系物为主的工业废水具有生物净化作用[31]。

藻类也是水生植物氧化塘的重要类群。已有报道, 一些绿藻和蓝藻种类对水体中的氨氮和磷酸盐有较强的净化能力[32,33,34,35,36,37]。刘碧红等以丝状绿藻处理工业废水, 处理后的COD、BOD5值明显降低, 透光率增加[38]。况琪军等研究了丝状绿藻对水体中氮、磷的去除效果[39]。董晓丽等报道了两种丝状绿藻对水体中苯酚有明显去除作用[40]。樊兰英等研究了脆弱刚毛藻 (Cladophora fracta) 对水体中苯系物的净化作用[41]。藻类植物对水体中重金属的富集作用也有多篇报道[42,43,44,45,46]。

6 焦化废水的植物修复展望

与其他方法相比, 运用水生植物修复技术处理废水, 不仅处理效果好、工艺简单、投资省、能耗低、运行费用低等特点, 而且绿色环保, 避免了二次污染, 兼具环境效益、经济效益及社会效益, 虽然目前在焦化废水的处理中, 还没有得到普遍运用, 但其无疑是非常有前景的废水处理方式。

焦化废水是一类较难处理的工业废水, 为了能较好地应用水生植物修复技术对其进行处理, 为焦化废水治理探索高效节能的途径, 今后需深入开展以下两方面的研究工作: (1) 进一步研究人工湿地、植物氧化塘生境条件下水生植物的生理生态, 在维持生态平衡的同时, 使其效益达到最大化; (2) 进一步挖掘能够有效净化焦化废水的植物种类, 筛选和培养高效品系, 同时研究它们之间的配比, 使其结构达到最优化。

摘要：焦化废水是一种氨氮和有机物浓度较高的难降解有机废水。本文对焦化废水处理技术进行了评述, 包括物理化学法 (沉淀法、吸附法、Fenton试剂法) , 化学法 (催化湿式氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法) , 生物法 (普通活性污泥法、序批式活性污泥法、生物膜法) 等。着重分析了人工湿地技术和水生植物氧化塘技术在工业废水处理中的应用潜力, 并对焦化废水植物修复前景做了展望。