焦化廢水處理技術的發展

張小軍, 楊文明

(1.山西潞安焦化有限責任公司，山西 潞城 047500； 2.山西省化工設計院,山西 太原 030024)

引 言

焦化廢水是工業運作中產生的廢水，尤其是煤氣廠和焦化廠是大量產生焦化廢水的發源地，其主要特點是有害物質含量高、濃度高、污染物組成復雜、含有的有機物化解困難等，在選擇焦化廢水處理技術時主要是通過三個方面來進行考量，一投資運行成本的考量；二處理效果的考量；三是否存在二次污染的考量。就現階段來看焦化廢水處理的及時性、單獨使用性都不能滿足現代工業的對其的要求。焦化廢水處理技術的選擇主要是在日常焦化廢水處理工作中，結合實際情況，充分考量焦化廢水處理的技術特點，最終選取兩種或者兩種以上的處理技術來實現對焦化廢水處理的工作。

1 焦化廢水處理現有技術概述

焦化廢水對于環境的污染程度比較大，在生態和諧發展的社會必須有效控制焦化廢水的產生和排放，下面就焦化廢水處理技術進行簡單介紹。

1.1 焦化廢水物理處理技術

1.1.1 焦化廢水稀釋和氣提法處理技術

焦化廢水對于微生物會產生一定的抑制和阻礙作用，這時就需要在生化處理前對其中含有的污染物預先進行稀釋，對該過程中產生的有毒有害氣體進行預先氣提，該方法被稱為稀釋和氣體處理技術[1]。

1.1.2 焦化廢水混凝法處理技術

混凝法處理技術主要是借助于混凝劑對焦化廢水進行深度處理，待達到國家二級排放標準后再進行廢水的排放。根據焦化廢水中有害物質的含量及濃度的不同，用混凝劑對焦化廢水進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、溶解性有機碳、聚合氯化鋁鐵等幾種。

1.1.3 焦化廢水吸附法處理技術

吸附法處理技術主要借助吸附劑對焦化廢水中的氨氮進行深度處理，其特點是處理成本高，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、樹脂及顆粒活性炭等。

1.1.4 焦化廢水蒸氨法處理技術

在焦化廢水處理過程中關于降低氨氮度的方法，一般被稱為蒸氨法，但其存在嚴重不足的缺點，主要表現在，在對焦化廢水處理中不管添加液堿的順序如何，剩余氨水濃度都會超標，無法達到外排的標準[2]。

1.1.5 借助煙道氣處理焦化廢水的技術

借助煙道氣處理焦化廢水的技術的原理是對焦化廢水中的有機污染物進行固體物質與廢水的分離，利用煙道將分離出來的廢水全部汽化，實現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，最終將其轉變為(NH4)2SO4，然后再對煙塵上的有機污染物進行吸附，經過高溫焙燒爐或鍋爐爐膛內處理后，變會發生無毒分解，使排出的廢水無毒，從而降低對環境的污染程度。

1.2 化學處理技術

1.2.1 等離子體處理技術

等離子體處理技術是利用電對焦化廢水進行氨氮降低處理的技術，該技術對這類有害物質可以達到一致的作用，提高焦化廢水的處理效果。其主要特點是能耗低、效果好、使用范圍廣泛、處理水量大，但由于其處理裝置費用較高原因的存在，導致不能夠大范圍推廣，這也是焦化廢水處理技術發展的一個重要方向[4]。

1.2.2 Fenton試劑法

Fenton試劑法主要指發用UV-Fenton試劑對焦化廢水進行氧化處理，去除COD以及揮發酚，然后再利用Fenton試劑氧化-混凝沉降技術對焦化廢水進行進一步的處理，保證其能夠達到排放標準。該方法多用于有毒有害難生物降解有機焦化廢水在低濃度或者少量時進行處理，其特點是設備簡單、操作方便、效率高。

1.2.3 焚燒法

焦化廢水處理技術中的焚燒法主要用于處理焦化廠和煤氣廠產生的濃度相對較高的廢水，使其轉變成CO2和水蒸汽等無害無機物進行排放,不會對環境及資源產生二次污染，特別適用于北方寒冷地區，但由于其處理費用較高導致在國內很少被應用。

1.2.4 焦化廢水氧化處理技術

焦化廢水氧化處理技術根據其催化劑的不同，大致可分為五種，其中濕式催化氧化技術是指在特定高溫、高壓條件下,加入適量的催化劑，這時的焦化廢水就會產生化學反應，經過這個過程的氧化，焦化廢水將變得無毒無害，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催化劑粉末的作用，對廢水中的有毒有害物質等進行去除的方法；超臨界水氧化技術是指將難降解的、危險的有機物徹底轉化為CO2和H2O，實現有機有毒污染物的無害化；臭氧氧化處理技術是指利用臭氧與廢水中的有機物、微生物發生反應，從而除去廢水中的酚、氰，最終將自身分解為氧，不會造成二次污染。焦化廢水氧化處理技術是今后發展的重要研究對象之一[5]。

1.3 焦化廢水生物處理技術

1.3.1 焦化廢水活性污泥處理技術

活性污泥處理技術是指在同一反應器內，通過五個階段，分別是控制充水、曝氣反應、沉淀、排水、排泥。這種程序化的階段最大的特點就是不能顛倒，不能忽略，只要嚴格按照此程序進行的活性污泥處理才能實現缺氧、厭氧和好氧,這是一種對焦化廢水生化處理的過程，該技術對于那些濃度較高的有機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

生物脫氮技術其主要方法有“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條件下,利用亞林硝化菌中的活性污泥，將NH3/N有效轉變氧化成NO2，然后，借助反硝化菌對亞硝酸鹽進行處理，使其轉變為無害氣體；A2/O處理法是在A/O處理法的基礎上進行優化改進后新興的一種處理方法，這是在A/O法基礎上添加了一個厭氧段，主要是為了降低后續反硝化-硝化系統中NO2/N的含量,在酸化(厭氧)的進一步作用下，將其中含有的難以降解的有機物質逐步轉化為相對較為易降解的有機物質,保證了其可生化性和缺氧段充足的碳源含量。

1.3.3 焦化廢水固定化細胞處理技術

焦化廢水固定化細胞處理技術主要是借助于相關化學技術手段及物理技術手段,將焦化廢水中適宜降解有機污染物的特效菌種進行分析或者借助基因克隆技術手段對其進行克隆，最后進行合理有效的固定化,在保持其活性的前提下，反復利用。

該方法應用到焦化廢水處理中的優點在于能夠有效提高原微生物細胞濃度和純度，保證特效菌種的高效，污泥量少。高效的菌種會對固液的分離、氨氮的去除、高濃度有機污染物的降解具有一定的推動作用。

2 焦化廢水處理技術未來發展方向

就現階段而言，焦化廢水處理技術具有多樣性，其發展方向因其方法不同側重點也不同，主要歸納總結為以下幾個方面。

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，在企業中也很常見。在今后的焦化廢水處理技術發展中要加強對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) 氧化處理技術的特點是去除效率高,氧化速度快,無二次污染，在日后提升技術方面也要注重將有機物進行分解方面的研發，比如如何將有機物氧化為CO2、H2O及其他低分子無機化合物，這種技術可以從本質上解決焦化廢水的危害,同時加強焦化廢水處理方面的管理。

3) 生物處理技術的特點是處理量大、處理成本低、無二次污染,在之后焦化廢水技術研發和更新的時候一定要注意工藝、技術方面，只有提升工藝和技術才能從根本上解決焦化廢水的處理。

4) 現階段焦化廢水在實際處理過程中各方法的實際應用情況能夠保證各種方法優點的最大化，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用在很大程度上表明了焦化廢水處理技術在未來的發展方向。

3 焦化廢水處理技術中新技術的發展

3.1 輻照廢水處理技術

輻照廢水處理技術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有機污染物產生反應或者結合，使有機污染物降解到國家規定的標準內，現階段我國部分焦化及煤氣廠將該處理技術進行不同方式的組合,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,特別是現階段其部分出水水質已經能夠達到工業用水的質量標準。

3.2 超聲波廢水處理技術

超聲波廢水處理技術是指利用超聲波來實現對焦化廢水中難以降解的有機污染物的降解,其主要影響因素是超聲波的頻率和通氧量，該技術是近年來焦化廢水處理研發推廣的一項新型處理技術,其原理是利用超聲波在廢水介質中實現的超聲空化，最終造成焦化廢水中有機污染物的分解與燃燒，進而達到出水標準。該技術對單環和多環芳烴、鹵代脂肪烴、酚類物質等也有較好的效果。

4 結語

焦化廢水主要是指在進行煤制的焦炭、煤氣的凈化和焦化產品的回收等工作時，其所產生的具有有毒有害物質的工業類廢水。焦化廢水不同于普通的廢水，它對環境的危害更大，因為它含有非常高濃度的有機物，為了達到更好的效果，現階段我國采取的是將上述幾種方法進行有效的結合，通過各自發揮最大功能的方式實現去除焦化廢水有機污染物的效果，該類技術的運用不僅在很大程度上實現了焦化廢水中的有機污染物的去除,而且還能充分保證其出水質量,降低了由焦化廢水對生態環境及人們生活環境帶來的不利影響。

參考文獻：

[1] 王克科.焦化廢水生物處理技術[J].湖北化工,2013(2):1-3.

[2] 邢廣恩，崔明穩.焦化廢水的處理方法[J].衡水學院學報，2007，9(1)：104-106.

[3] 趙景龍，賈軍，孔海燕.焦化廢水處理方法探究[J].陜西環境,2009,10(4):25-27.

[4] 胡鈺賢，郭亞兵.焦化廢水及其處理技術[J].機械工程與自動化,2004(5):97-100.

[5] 樊麗華，梁英華，陳學青.焦化廢水治理技術進展[J].環境科學與技術，2012,25(6):40-42.