焦化废水处理现状及技术发展趋势分析

李靖 佘新

摘要：在炼焦或者制气过程中，会产生大量的焦化废水，且排放量大、水质成分较为复杂，其中含有的多环芳烃难以进行生物降解，而且是常见致癌物质之一。因此，如果继续大量排放焦化废水，必将对环境、人体健康产生严重威胁。过去焦化厂常采取传统的活性污泥法进行废水处理，但是随着人们环保意识的提高，科技水平的进步，我国逐渐加强对污染控制力度，并且排放标准越来越严格。本文将对当前焦化水处理的技术与应用等问题进行具体分析。

关键词：焦化废水处理现状技术发展趋势

中图分类号：K826文献标识码： A

1.目前焦化废水处理现状

国内焦化厂的废水处理系统主要采用一级处理和二级处理，采用三级处理的还很少。一级处理是指从高浓度污水中回收利用污染物，其工艺包括氨水脱酚、氨气蒸馏、终冷水脱氰等。二级处理主要指焦化废水无害化处理，以活性污泥法为主，还包括强化生物处理技术如生物铁等。三级深度处理指在生物处理后的水仍不能达到排放标准时或者要求污水回用时所采用的再次深度净化，其主要工艺有氧化塘法，化学混凝沉淀、过滤法，活性炭吸附法等。目前，国内大部分焦化厂采用成本相对较低、技术成熟的生物处理方法为焦化废水处理工艺的主体。根据统计结果及笔者调研，目前国内焦化废水的处理现状是：各焦化厂的废水水质有较大差别，经蒸氨处理后的焦化废水COD一般仍在1000~3000mg/L，少数低于1000mg/L，但有的高出5000mg/L。国内焦化废水处理的主流工艺为预处理—生化处理—后处理，大部分生物处理采用A/O脱氮工艺，在去除有机物的同时去除废水中的氨氮。预处理多采用除油措施以降低废水中的油类，为微生物生长创造有利条件。 后处理多采用混凝沉淀以降低最终出水的悬浮物和有机物，少数焦化厂采用碳滤、沸石过滤或氧化等物化技术，使得最终出水水质明显优于普通固液分离技术，但处理成本高。因此，随着经济的发展和国家对环保工作要求的提高，不加稀释水、耐水质冲击能力强、运行费用低的高效、实用、稳定的焦化废水处理技术仍是目前水处理界的研究热点及生产企业的企盼之一。

2、焦化废水的产生和特点

焦化废水的来源主要是煤气厂和炼焦厂，这些工厂在煤气净化和炼焦过程以及对化工制品进行精制的过程中会排放出大量的含氰、酚、氨氮等毒害物质的废水，而其中蒸氨过程中产生的剩余氨水是最大来源。剩余氨水补充循环氨水剩余的，由循环氨水排出的储存于氨水贮槽中。剩余氨水从本质来说是一种酚水，但其中含氨量很高。剩余氨水中含有多种有害杂质，比如煤焦油、氰化氢、氨和硫化氢等，其中还有少量含锗化合物，这些物质对环境的危害十分严重。剩余氨水主要来自于装炉煤干馏过程生成的水、装炉煤表面冷凝水以及集气管循环氧水泵和添加入吸煤气管道中的工艺废水。一旦剩余氨水在贮槽中和其他来源的工艺废水混合将会生成更难处理的混合剩余氨水。降低混合剩余氨水中的氨含量一般使用的工艺过程是除油、去酚、脱硫、蒸氨等技术手段，这些技术手段有时候会结合使用，达到更好的效果，焦化废水是一种典型的难以降解的工业废水，其中含有酚、含氧、氮、硫的杂环化合物等难以分解的有机物质。焦化废水中的苯类和酚类化合物易于降解，咪唑萘、吡咯、呋喃等属于可降解类有机物，而吡啶、联苯、咔唑等则属于难降解的有机物。

3、焦化废水处理技术

根据作者多年的实践经验，认为焦化废水处理技术主要有如下几种：

第一，聚硅酸盐处理焦化废水。聚硅酸盐是一类新型无机高分子复合絮凝剂，是在聚硅酸(即活化硅酸)及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物，这类絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用，絮凝效果好，且易于制备，价格便宜，处理焦化废水有显著的效果。可以针对焦化废水二沉池出水COD较高，排放难以达标的问题，制备新型絮凝剂聚硅氯化铝，采用絮凝与吸附相结合的方法对焦化废水进行深度处理，处理后出水能够达标。

第二，催化湿式氧化技术。催化湿式氧化技术是在高温、高压状态下。在催化剂作用下，使用空气将废水中的氨氮和有机污染物氧化，最终转化成无害物质氮气和二氧化碳排放。该技术的研究始于20 世纪70 年代。炼焦化工，特别是有毒污染物如：农药、染料、 橡胶、合成纤维、易燃、易爆及难于生物降解的高浓度废水都适合于催化湿式氧化处理。对高浓度的氨氮和有机焦化废水具有很好的处理效果，缺点是催化剂价格昂贵。

第三，电化学氧化技术。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。 研究表明：电解2 小时后，废水中的COD 由2143mg/L降到226mg/L，去除率为89. 5%。废水中约为760mg/L 的NH3-N也被同时去除。研究中发现，电极材料、氧化物浓度、电流密度和PH值对COD的去除率和电化学氧化过程中电流的效率有显著影响。另外，电解过程产生的氯化物/ 高氯化物，能引起非直接氧化，这种氧化在去除焦化废水中污染物的过程中具有重要的作用。

第四，焦化废水生物处理法。生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法，常作为焦化废水处理系统中的二级处理。目前，活性污泥法是一种应用最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 吸附，并最终氧化为最终产物（主要是二氧化碳）。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。但是采用该技术，出水中的污染物指标均难于达标，特别是对NH3-N污染物，几乎没有降解作用。近年来，人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着手，研究开发了生物强化技术：生物流化床，固定化生物处理技术及生物脱氮技术等。

第五，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二氧化碳和水及少许无机物灰分。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。

第六，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，有着很大的发展潜力。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。

第七，等离子体处理技术。等离子体技术是利用高压毫微秒脉冲放电所产生的高能电子、紫外线等多效应综合作用，降解废水中的有机物质。等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术，目前还处于研究阶段。有研究表明，经等离子体处理的焦化废水，有机物大分子被破坏成小分子，可生物降解性大大提高，再经活性污泥法处理，出水的酚、氰、COD指标均有大幅下降，具有发展前景。但处理装置费用较高，有待于进一步研究开发廉价的处理装置。

第八，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、粉煤灰等。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，故常用于废水的深度处理。白玉兴等用焦炭—活性炭双级吸附法深度处理某焦化厂的生化车间出水，其结果表明，本法对COD和悬浮物的去除效果较好，对硬度、氨氮的去除率较低。将粉煤灰作为吸附剂深度处理焦化废水，脱色效果好，COD、挥发酚去除率高。

结尾

以上内容首先对焦化废水进行了简要的介绍，分析了我国国内焦化废水处理现状，随后提出了几种焦化废水处理技术。然而焦化废水处理技术很多是新技术，采用的是新工艺，需要技术人员，在实践中不断学习，为焦化废水处理做出应有的贡献。

参考文献

[1] 《焦化废水处理技术》单明军等，化学工业出版社

[2] 《焦化废水处理与运行管理》杨红霞等，中国环境科学出版社