鋼鐵焦化廠污水排放檢測及治理措施分析

宋 慧

（河鋼邯鋼集團焦化廠，河北 邯鄲 056000）

鋼鐵焦化廠污水包括在鋼鐵焦化的過程產生的廢水和在制備焦炭的過程中產生的廢水。無論是哪個步驟產生的污水中都含有金屬物質，金屬物質降解過程比較困難。大部分鋼鐵焦化廠會采用物理的污水治理方式，活性炭獲得方便且存在自動控制投放的裝置，但活性炭可吸附的物質有限[1]，金屬物質就無法被活性炭吸收，治理后的污水還是不符合排放標準，需要進行二次治理，費時費力。膜分離污水治理方法主要將污水中的固體雜質和離子污染物進行過濾。通過調節膜孔的直徑進行不同的物質分離，最終達到污水凈化的目的。

很多鋼鐵焦化廠的污水排放檢測方式存在缺陷，導致無法精準地檢測出污水中的成分，才是最終導致污水治理不徹底的原因，因此應該雙管齊下，優化排放檢測的方法的同時優化治理措施，最終達到優化污水治理措施的目的。

1 目前工業污水處理現狀

該廠目前有2股工業污水水源直接進除油池。一種是剩余氨水，由于投產初期焦炭產量小剩余氨水量也小，一般只有2c/h～3c/h。由于飽和器前的蒸氨塔操作難度較大，加之設備質量存在一定問題，蒸氨系統一直未開。后因各種原因。蒸氨系統被拆除，剩余氨水直接送往生物脫酚系統的除油池。這給生化處理系統帶來較大的工作難度，造成焦油含量加大。酚、氰濃度超過細菌承受分解濃度。第二種水是經黃血鹽脫氰的終冷廢水，直接由泵送往除油池。

化產系統由于設備檢修和個別泵的跑、冒、滴、漏，需進行地坪水清洗。該水一般從下水道直接入除油池。特別是檢修時污染水量較大，直接影響了外排水水質。

2 鋼鐵焦化廠污水排放檢測方法

鋼鐵焦化廠污水的毒性檢測可以使用光化學催化的方法進行檢測，污水中每種物質在特殊物質加入后的發光狀態是不一樣的，在污水檢測之前需要對樣品進行稀釋，在樣品稀釋的時候要使用蒸餾水，只有蒸餾水中的物質含量不會改變污水中的物質組成。蒸餾水選擇三級蒸餾水即可，但三級蒸餾水也要進行微量元素檢測，如果微量元素的含量超過了稀釋使用標準就要重新進行蒸餾水的制作，將蒸餾水加入污水中之后。通過污水的發光狀態可以初步對污水中的毒性進行評估。首先在鋼鐵焦化廠污水中進行取樣，然后按照1:2.5的比例加入檢測合格的三級蒸餾水[2]，將化學測定儀放入樣品當中測定不同物質的吸光值。測定環境在常溫環境下即可，15min后顯示吸光值，將樣品的吸光值與檢測標準中的吸光值進行對比，對污水進行毒性評估。

毒性評估過后需要分析污水的細菌病菌構成。微生物檢測是分析污水中細菌含量和種類的重要方法，微生物對溫度環境有一定要求，溫度一定要控制在微生物的活躍生存的溫度閾值內。否則由于溫度變化導致檢測結果不準確，污水中的氧氣含量發生改變，導致微生物大量死亡，微生物傳感檢測的原理是分析化學元素的重組和分裂的規律并進行預測。微生物的細胞對不同成分的反應不同，將進過毒性評估的污水靜置1h，配置細菌懸溶液。通過敲擊杯壁的方式去除溶液中的氣泡，容器中的液面高度不易超過杯身的2/3。將污水樣品倒入細菌懸溶液通過20min的反應進行細菌檢測。

最后檢測鋼鐵焦化廠污水中的重金屬成分，采用離子體發射光譜法，將樣品中加入與金屬離子反應的特殊離子。金屬離子會被電離并輻射譜線，譜線的特征不同代表著檢測出的金屬元素不同[3]，譜線的強度不同代表著金屬離子的含量不同，通常情況下檢測結果強度越強說明該金屬離子的含量越多。該方法可以檢測出發光部分的金屬離子，但鉬離子、釩離子的檢測需要加入石墨原子，石墨原子在輻射光譜的時候進行光譜吸收，可以吸收光譜表明污水中存在鉬離子和釩離子。

3 鋼鐵焦化廠污水治理措施

3.1 進行微生物生態降解

基于鋼鐵焦化廠污水排放檢測，對污水的pH值進行檢測，以9:00～14:00的時間段為例，污水中的pH值檢測結果如下圖。

如圖1可知，鋼鐵焦化廠污水的pH值在檢測時間內非常穩定，在常溫環境下檢測pH值大于7證明污水需要堿度去除。在進行pH值平穩之后，開始進行細菌處理，鋼鐵焦化廠污水中采用微生物捕捉水中細菌并進行分解處理，避免污水中的細菌污染地表水和地下水[4]，微生物除了可以分解有害細菌之外，也可以降解油脂、多環芳香族和水中的有機物。基于鋼鐵焦化廠污水的特征，使用A/O工藝進行生態降解，完全符合生化處理的要求。

圖1 pH值變化曲線

3.2 污水超濾處理降低濁度

傳統的超濾處理技術會增加水中的固體懸浮物，設備操作也比較復雜，因此在進行鋼鐵焦化廠污水濁度降低的過程中要改進傳統的超濾處理技術。在滲透物溶解的時候壓力不斷增大，超濾推動力也在不斷增加，污水在膜滲透的過程中隨著推動力的提升，超濾膜將污水中的雜質先過濾出來，保證污水中沒有固體雜質。然后縮小膜的縫隙，利用電解離子之間的靜電的電荷的差別，不改變電流攔截下不同的物質，在進行降低濁度處理的時候，針對不同物質的特性更換不同的膜，要比調節細微的縫隙面積更節省時間。

3.3 納米復合材料吸附金屬離子

在鋼鐵焦化廠污水的污水治理中，重金屬離子的處理才是最重要的步驟。納米復合材料相比于活性炭吸附能力更強，可以在污水中提高重金屬的識別率。活性炭在一次污水處理中基本就失去效用[5]，但納米復合材料可以反復使用，也更方便回收。尤其對金屬鐵離子的吸附效果可達到98%，在納米復合材料中MC-O和MC-N材料最適合用于鋼鐵焦化廠污水的處理。它們可吸附的金屬離子種類繁多，并可反復使用，降低污水治理的成本。

4 測試實驗

為了驗證本文提出的污水治理措施有效且具有一定的優勢，使用本文設計的方法與傳統的吹脫治理法和膜分離污水治理法污水處理的對比，進行處理后的污水電導率的檢測，電導率越高證明污水中的金屬離子含量越多，污水治理效果不佳。

4.1 實驗準備

實驗采用的實驗樣品為A鋼鐵焦化廠在生產過程中產生的污水，污水分別來自于焦化過程產生的污水和焦炭研制過程中產生的污水。污水樣品共有三份，污水總量為600m3，將在處理之前進行水質參數檢測，結果如表1。

表1 污水水質參數

三份污水樣品的每份都是200 m3，樣品之間水質參數相差不大，水質水平相同具備實驗條件。在進行污水治理之前首先進行污水軟化預處理，以便后續的處理措施的實施，具體流程如圖2。

圖2 預處理流程

如圖2所示，在進行預處理的時候，樣品排放進調節池中，加入NaCO3、NaOH和PAM三種化學試劑使污水產生軟化沉淀，在沉淀池中放入HCL靜置進行檢測準備。

4.2 實驗結果與分析

將污水樣品通過三種污水治理方法進行處理，處理完成之后進行電導率的檢測，檢測結果如表2所示：

表2 電導率檢測結果

由表2的實驗結果可知，使用本文方法進行治理的污水電導率平均下降2028μS/cm，其他兩種方法的電導率下降數值沒有本文方法多，電導率下降的越多說明金屬離子的排除率越高，鋼鐵焦化廠污水中最難進行處理的物質就是金屬離子，本文設計的方法可以有效的處理污水中的金屬離子。

5 結語

綜上所述，焦化廠實行工業污水零排放，在理論上是可行的，但要進行部分投入和改造。加大工業用水的循環利用率，在實踐中是可以實行的．這對企業、社會和國家都具有重大環境保護效益和經濟效益。本文設計的污水治理措施是針對鋼鐵焦化廠污水排放中金屬離子含量多的特點進行設計的，有針對性的解決了鋼鐵焦化廠污水的處理問題。解決了傳統治理措施存在的缺陷，為日后鋼鐵焦化廠污水排放和治理奠定了理論基礎。