焦化废水处理案例

　　我国是焦化产品生产、消费及出口大国。焦化产品广泛应用于化工、医药、耐火材料、国防等领域。我国煤炭资源丰富，因此焦化企业的数量众多，焦化企业面临的问题很多，其中污染排放问题随着环保要求的不断严格，成为制约焦化产业发展的重要因素。

　　焦化厂的主要污染是废气和废水的排放。焦化厂的废气处理经过多年的环保监察，防治工作日益完善，对大气的污染问题已基本得到解决。焦化废水的处理技术和处理程度也日渐完善。但是随着废气、废水处理程度的提高，污泥的产量也逐年变大，渐渐成为新的焦化行业污染治理难点和重点。
 

　　焦化厂产生的污水经过调节池、厌氧池、好氧池、沉降池等生化处理，剩余污泥需要进行脱水处理。焦化污水处理后产生的污泥含有大量的有毒物质，能够直接威胁到人类健康，因此对于污泥脱水设备的自动化、耐腐蚀性能要求极高。

　　叠螺机恰恰在自动化程度和耐腐蚀性能上的优势突出，焦化污泥处理选择叠螺机，经过生化处理之后的污水加入絮凝剂，把污水中不易降解的有机物絮凝成矾花状，进入叠螺机，经过叠螺机的螺旋挤压，污水澄清液经过环片间的狭小缝隙进入集液槽后可以通过排水泵实现中水回用或焦炉熄焦使用。

　　污泥在螺旋轴连续运转推动下，水分被挤出，泥饼的含固率不断提高，脱干水分的泥饼从出泥口排出。泥饼可以送至备煤添加装置，掺入煤中炼焦。

　　一、焦化废水的预处理技术

　　焦化废水中部分有机物不易生物降解，需要采用适当的预处理技术。

　　常用的预处理方法是厌氧酸化法。这是一种介于厌氧和好氧之间的工艺，其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化，生成易降解物质。焦化废水经厌氧酸化预处理后，可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能，为后续的好氧生物处理创造良好条件。

　　二、焦化废水的二级处理技术

　　（一）物理化学法

　　（1）吸附法

　　吸附法处理废水，就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、硅藻土等。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。
 

　　（2）利用烟道气处理焦化废水

　　由冶金工业部建筑研究总院和北京国纬达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法”已获得。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和SS后，输入烟道废气中进行充分的物理化学反应，烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨气与烟道气中的SO2反应生成硫铵。

　　该方法投资省，占地少，以废治废，运行费用低，处理效果好，环境效益十分显著，是一项十分值得推广的方法。但是此法要求焦化的氨量必须与烟道气所需氨量保持平衡，这就在一定程度上限制了方法的应用范围。

　　（二）生物处理法

　　生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法。目前，活性污泥法是一种应用广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触；溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附，并终氧化为终产物（主要是CO2）。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物，然后被代谢和利用。

　　生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点，但是生物降解法的稀释水用量大，处理设施规模大，停留时间长，投资费用较高，对废水的水质条件要求严格，这也就对操作管理提出了较高要求。

　　（三）化学处理法

　　（1）焚烧法

　　焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物CO2和H2O及少许无机物灰分。
 

　　焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染，但是处理费用昂贵使得多数企业望而却步，在我国应用较少。

　　（2）催化湿式氧化技术

　　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，终转化为无害物质N2和CO2排放。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂贵，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，国内很少将该法用于废水处理。

　　（3）化学混凝和絮凝

　　化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。

　　（4）臭氧氧化法

　　臭氧的强氧化性可将废水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解为氧，不会造成二次污染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当，臭氧会对周围生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。

　　（5）光催化氧化法

　　目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展。但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对光能的吸收，因此，要求体系具有良好的透光性。所以，该方法适用于低浊度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理。

　　（6）电化学氧化技术

　　电化学水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。目前的研究表明，电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。
 

　　（四）废水循环使用

　　高浓度的焦化废水经过脱酚，净化除去固体沉淀和轻质焦油后，送往熄焦池以供熄焦，实现酚水的闭路循环。从而减少了排污，降低了运行等费用。但是此时的污染物转移问题也值得考虑和进一步研究。

　　焦化废水处理的主要做法

　　焦化废水一般需通过预处理、生化处理以及深度处理三个阶段方能实现达标排放。

　　1 预处理

　　预处理常用的方法有稀释和气提、混凝沉淀、气浮和高级氧化技术等。预处理系统的任务是除油和水质、水量的调节，为后续处理工艺奠定基础，是生化处理稳定运行的前提。

　　1.1 稀释和气提

　　焦化废水中含有的高浓度氨氮物质以及微量高毒性的CN-等，对微生物有抑制作用。 因此这些污染物应尽可能在生化处理前降低其浓度。通常采用稀释和气提的方法。气提是利用蒸馏对挥发性物质进行提取的方法，在气提过程中，被处理的挥发性物质由液相传递到气相。气提法在焦化废水的预处理中用于提取其中的氨氮。

　　1.2 混凝沉淀

　　沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物，以降低后续生物处理的有机负荷。在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果。

　　1.3 气浮法

　　气浮是将空气以微小气泡的形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒或油滴粘附，形成水-气-颗粒（油滴）三相混合体系，颗粒粘附于气泡上浮至水面，从水中分离出去形成浮渣。 因过多的油类会影响后续生化处理的效果，气浮法在焦化废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用，此外还起到预曝气的作用。

　　1.4 高级氧化技术

　　由于焦化废水中的有机物复杂多样， 其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数，这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果，高级氧化技术是在废水中产生大量HO·自由基，HO·自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。