焦化廢水深度處理及研究現(xiàn)狀

焦化廢水是一種高濃度、高污染的有機廢水。它毒性高，生物降解性差。鋼鐵工業(yè)是一種難處理的廢水。目前鋼鐵企業(yè)普遍采用預處理生化處理混凝沉淀處理工藝，出水主要用于對水質(zhì)要求較低的用戶，如濕式淬火和煤場廢水。隨著 環(huán)保標準的日益嚴格和水資源的日益短缺，焦化廢水的深度處理及其在鋼鐵生產(chǎn)中的回用變得越來越迫切。

焦化廢水主要指煤炭焦化、氣體凈化、化工產(chǎn)品回收和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水。由于原煤性質(zhì)、產(chǎn)品回收、生產(chǎn)工藝等因素的影響，廢水的組成極其復雜。焦化廢水中含有的有機化合物主要是酚類化合物，其含量達到總有機化合物的一半以上，其余有機化合物主要是含硫、氧、氮的雜環(huán)有機化合物、多環(huán)芳香族有機化合物等。焦化廢水排放量大，成分復雜，處理困難，很難回收或達標排放。因此，降低焦化廢水中污染物的濃度和提高廢水的回收率是亟待解決的問題。

一、慨述

焦化廢水是煤高溫碳化、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的高濃度有機廢水。其成分非常復雜，含有苯酚、苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，以及氰基、硫化物和氨氮等有毒有害物質(zhì)，廢水色度高。

焦化廢水處理前化學需氧量濃度為3000 ~ 5000毫克/升，氨氮濃度為300 ~ 500毫克/升，因此焦化廢水是典型的高污染、高毒性、難降解的工業(yè)廢水。

目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用預處理重力脫脂、浮選脫脂、污水調(diào)理、生物脫氮處理和后混凝處理等?；具_到排放標準。然而，排放的焦化廢水仍會對水體產(chǎn)生不利影響。許多企業(yè)已經(jīng)開始探索深度處理后排放生產(chǎn)廢水的回用，以實現(xiàn)焦化廢水的零排放。

此外，焦化廠循環(huán)冷卻水使用后，水中的鈣、鎂、氯、硫酸鹽等離子體、溶解固體和懸浮物也相應增加?；覊m、雜物、可溶性氣體、空氣中熱交換器材料的泄漏等污染物都會進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，造成焦化廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設備和管道的腐蝕和結垢，導致降低熱交換器的傳熱效率降低，通過的水截面減小。即使是焦化裝置循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設備管道的腐蝕穿孔、結垢和腐蝕也與微生物的繁殖密切相關。污垢和微生物粘液會導致垢下腐蝕，而腐蝕性產(chǎn)品會導致污垢。因此，為了解決焦化廠循環(huán)水系統(tǒng)中的這些問題，還必須進行綜合治理。

二、焦化廢水深度處理技術

三、焦化廢水深度處理技術的研究方向

1?；炷恋矸?。混凝沉淀法是在廢水中加入一定量的混凝劑，使廢水中難以沉淀或過濾的污染物通過物理或化學作用聚集成較大的顆粒，從而達到分離的目的。常用混凝劑包括聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺。目前，研究的重點是開發(fā)新型復合混凝劑。例如，寶鋼焦化廢水經(jīng)M180復合混凝劑處理，邯鋼經(jīng)JY-202復合混凝劑處理后，其處理效果優(yōu)于聚合硫酸鐵等混凝劑。

3.生物化學。目前，焦化廢水深度處理的生化方法主要有曝氣生物濾池和膜生物反應器。曝氣生物濾池是一種新型生物膜法，對有機污染物、氮、磷等具有良好的去除效果。其特點是集生物氧化和截留懸浮物于一體，節(jié)省后續(xù)沉淀池，具有投資少、出水水質(zhì)好(水質(zhì))、運行能耗低、運行成本低等優(yōu)點。

MBR是一種結合膜技術和生物技術的先進廢水處理方法。主要利用生物技術去除水中可生物降解的有機污染物，然后利用膜技術過濾懸浮物和水溶性高分子物質(zhì)，水濁度為降低。膜生物反應器具有處理效率高、占地面積小、自動化程度高等優(yōu)點。這是一項廢水處理和中水回用技術，具有發(fā)展的應用前景。

4。氧化法。氧化法(Oxidation method)是指通過不同方式產(chǎn)生具有高反應活性的羥基自由基，然后通過其強氧化作用降解水中的有機污染物，生成小分子物質(zhì)，甚至直接轉(zhuǎn)化為CO2和水。氧化法能有效去除水中難降解的有機污染物，具有處理效率高、無二次污染等優(yōu)點。在焦化廢水深度處理領域，芬頓氧化法試劑、臭氧氧化法、電化學氧化法、光催化氧化法和超聲波氧化法得到了廣泛的研究和應用。

5、膜分離法。膜分離法是一種極具潛力和實用性的廢水處理技術。其原理是選擇性地滲透作為分離介質(zhì)的膜，并且通過施加驅(qū)動力例如濃度差、壓力差、電勢差等選擇性地滲透廢水中的組分通過膜。在膜的兩側，從而達到分離純化的目的。膜分離技術應用于廢水處理具有能耗低、效率高、工藝簡單的特點。目前，使用的主要膜分離技術是微濾、超濾、納濾和反滲透[9]。近年來，在焦化廢水深度處理領域，研究和應用大多集中在超濾-反滲透的雙膜焦化廢水處理工藝上。超濾-反滲透處理后的焦化廢水符合工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準，可用于清潔環(huán)補水、鍋爐軟水補水，甚至部分替代新水。

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隨著全球環(huán)境標準日益嚴格，先進的焦化廢水處理技術將在焦化廢水處理領域得到廣泛應用。其主要研究方向如下:

(1)吸附法和混凝沉淀法是目前廣泛應用的先進焦化廢水處理技術。未來的研究方向是開發(fā)高選擇性、無二次污染的混凝劑和吸附劑，進一步降低處理成本，提高處理效果。

(2)膜生物反應器法和膜分離法處理效率高，占地面積小。近年來，它們已在國內(nèi)焦化廢水深度處理中得到應用。未來，它們將成為焦化廢水深度處理領域的關鍵技術。膜生物反應器和膜分離方法的主要研究方向是開發(fā)低成本過濾膜。

(3)氧化法具有處理效率高、氧化速度快、無二次污染的優(yōu)點。雖然大多數(shù)氧化技術仍處于實驗室的研究階段，但存在處理成本高或難以產(chǎn)業(yè)化的問題。然而，在焦化廢水深度處理領域仍有廣闊的應用前景。今后，氧化法的研究重點是加快氧化法的產(chǎn)業(yè)化，同時開發(fā)低成本、高產(chǎn)率、催化活性好、穩(wěn)定性強、效率高的氧化劑和催化劑。

(4)發(fā)展焦化廢水深度處理技術的組合也是焦化廢水深度處理領域的研究方向。盡管有許多先進處理技術

目前，焦化廢水深度處理技術研究較多，但在實踐中，由于投資和運行成本高、技術產(chǎn)業(yè)化不成熟等問題，不能很好的應用。因此，一方面，進一步研發(fā)處理效果好、投資和運行成本低、無二次污染、易于操作和管理的新技術，另一方面，有機結合現(xiàn)有方法，取長補短，找到組合工藝，改進工藝，使之快速產(chǎn)業(yè)化，將是焦化廢水深度處理的發(fā)展方向。目前，焦化廢水深度處理技術研究較多，工業(yè)應用過程也在逐步推進。鋼鐵企業(yè)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展的必然舉措是對焦化廢水進行深度處理，并逐步回用于濕法熄焦、原料噴灑、燒結配料、高爐沖渣、轉(zhuǎn)爐燜渣和循環(huán)水補水，實現(xiàn)零排放。