焦化废水处理技术的发展

张小军, 杨文明

(1.山西潞安焦化有限责任公司，山西 潞城 047500； 2.山西省化工设计院,山西 太原 030024)

引 言

焦化废水是工业运作中产生的废水，尤其是煤气厂和焦化厂是大量产生焦化废水的发源地，其主要特点是有害物质含量高、浓度高、污染物组成复杂、含有的有机物化解困难等，在选择焦化废水处理技术时主要是通过三个方面来进行考量，一投资运行成本的考量；二处理效果的考量；三是否存在二次污染的考量。就现阶段来看焦化废水处理的及时性、单独使用性都不能满足现代工业的对其的要求。焦化废水处理技术的选择主要是在日常焦化废水处理工作中，结合实际情况，充分考量焦化废水处理的技术特点，最终选取两种或者两种以上的处理技术来实现对焦化废水处理的工作。

1 焦化废水处理现有技术概述

焦化废水对于环境的污染程度比较大，在生态和谐发展的社会必须有效控制焦化废水的产生和排放，下面就焦化废水处理技术进行简单介绍。

1.1 焦化废水物理处理技术

1.1.1 焦化废水稀释和气提法处理技术

焦化废水对于微生物会产生一定的抑制和阻碍作用，这时就需要在生化处理前对其中含有的污染物预先进行稀释，对该过程中产生的有毒有害气体进行预先气提，该方法被称为稀释和气体处理技术[1]。

1.1.2 焦化废水混凝法处理技术

混凝法处理技术主要是借助于混凝剂对焦化废水进行深度处理，待达到国家二级排放标准后再进行废水的排放。根据焦化废水中有害物质的含量及浓度的不同，用混凝剂对焦化废水进行处理常用的混凝剂大致有聚丙烯酰胺、硫酸亚铁溶液、聚合硫酸铁、溶解性有机碳、聚合氯化铝铁等几种。

1.1.3 焦化废水吸附法处理技术

吸附法处理技术主要借助吸附剂对焦化废水中的氨氮进行深度处理，其特点是处理成本高，吸附剂再生困难，处理高浓度废水困难等，主要吸附剂有粉煤灰、石灰、树脂及颗粒活性炭等。

1.1.4 焦化废水蒸氨法处理技术

在焦化废水处理过程中关于降低氨氮度的方法，一般被称为蒸氨法，但其存在严重不足的缺点，主要表现在，在对焦化废水处理中不管添加液碱的顺序如何，剩余氨水浓度都会超标，无法达到外排的标准[2]。

1.1.5 借助烟道气处理焦化废水的技术

借助烟道气处理焦化废水的技术的原理是对焦化废水中的有机污染物进行固体物质与废水的分离，利用烟道将分离出来的废水全部汽化，实现了废水处理后的零排放[3]。

锅炉烟道排气口将剩余的废水气化，最终将其转变为(NH4)2SO4，然后再对烟尘上的有机污染物进行吸附，经过高温焙烧炉或锅炉炉膛内处理后，变会发生无毒分解，使排出的废水无毒，从而降低对环境的污染程度。

1.2 化学处理技术

1.2.1 等离子体处理技术

等离子体处理技术是利用电对焦化废水进行氨氮降低处理的技术，该技术对这类有害物质可以达到一致的作用，提高焦化废水的处理效果。其主要特点是能耗低、效果好、使用范围广泛、处理水量大，但由于其处理装置费用较高原因的存在，导致不能够大范围推广，这也是焦化废水处理技术发展的一个重要方向[4]。

1.2.2 Fenton试剂法

Fenton试剂法主要指发用UV-Fenton试剂对焦化废水进行氧化处理，去除COD以及挥发酚，然后再利用Fenton试剂氧化-混凝沉降技术对焦化废水进行进一步的处理，保证其能够达到排放标准。该方法多用于有毒有害难生物降解有机焦化废水在低浓度或者少量时进行处理，其特点是设备简单、操作方便、效率高。

1.2.3 焚烧法

焦化废水处理技术中的焚烧法主要用于处理焦化厂和煤气厂产生的浓度相对较高的废水，使其转变成CO2和水蒸汽等无害无机物进行排放,不会对环境及资源产生二次污染，特别适用于北方寒冷地区，但由于其处理费用较高导致在国内很少被应用。

1.2.4 焦化废水氧化处理技术

焦化废水氧化处理技术根据其催化剂的不同，大致可分为五种，其中湿式催化氧化技术是指在特定高温、高压条件下,加入适量的催化剂，这时的焦化废水就会产生化学反应，经过这个过程的氧化，焦化废水将变得无毒无害，然后再排放到外界；光催化氧化法是指利用紫外线的照射及相关催化剂粉末的作用，对废水中的有毒有害物质等进行去除的方法；超临界水氧化技术是指将难降解的、危险的有机物彻底转化为CO2和H2O，实现有机有毒污染物的无害化；臭氧氧化处理技术是指利用臭氧与废水中的有机物、微生物发生反应，从而除去废水中的酚、氰，最终将自身分解为氧，不会造成二次污染。焦化废水氧化处理技术是今后发展的重要研究对象之一[5]。

1.3 焦化废水生物处理技术

1.3.1 焦化废水活性污泥处理技术

活性污泥处理技术是指在同一反应器内，通过五个阶段，分别是控制充水、曝气反应、沉淀、排水、排泥。这种程序化的阶段最大的特点就是不能颠倒，不能忽略，只要严格按照此程序进行的活性污泥处理才能实现缺氧、厌氧和好氧,这是一种对焦化废水生化处理的过程，该技术对于那些浓度较高的有机物和微生物分解效果比较显著。

1.3.2 焦化废水生物脱氮处理技术

生物脱氮技术其主要方法有“A/O”处理法及“A2/O”处理法等。其中“A/O”处理法是指在特定的处理条件下,利用亚林硝化菌中的活性污泥，将NH3/N有效转变氧化成NO2，然后，借助反硝化菌对亚硝酸盐进行处理，使其转变为无害气体；A2/O处理法是在A/O处理法的基础上进行优化改进后新兴的一种处理方法，这是在A/O法基础上添加了一个厌氧段，主要是为了降低后续反硝化-硝化系统中NO2/N的含量,在酸化(厌氧)的进一步作用下，将其中含有的难以降解的有机物质逐步转化为相对较为易降解的有机物质,保证了其可生化性和缺氧段充足的碳源含量。

1.3.3 焦化废水固定化细胞处理技术

焦化废水固定化细胞处理技术主要是借助于相关化学技术手段及物理技术手段,将焦化废水中适宜降解有机污染物的特效菌种进行分析或者借助基因克隆技术手段对其进行克隆，最后进行合理有效的固定化,在保持其活性的前提下，反复利用。

该方法应用到焦化废水处理中的优点在于能够有效提高原微生物细胞浓度和纯度，保证特效菌种的高效，污泥量少。高效的菌种会对固液的分离、氨氮的去除、高浓度有机污染物的降解具有一定的推动作用。

2 焦化废水处理技术未来发展方向

就现阶段而言，焦化废水处理技术具有多样性，其发展方向因其方法不同侧重点也不同，主要归纳总结为以下几个方面。

1) 混凝法和吸附法是比较普通的处理焦化废水的方法，这种方法的效果比较明显，成本也比较低，在企业中也很常见。在今后的焦化废水处理技术发展中要加强对新型混凝剂和吸附剂材料的研究，以求近一步改善提高处理效果。

2) 氧化处理技术的特点是去除效率高,氧化速度快,无二次污染，在日后提升技术方面也要注重将有机物进行分解方面的研发，比如如何将有机物氧化为CO2、H2O及其他低分子无机化合物，这种技术可以从本质上解决焦化废水的危害,同时加强焦化废水处理方面的管理。

3) 生物处理技术的特点是处理量大、处理成本低、无二次污染,在之后焦化废水技术研发和更新的时候一定要注意工艺、技术方面，只有提升工艺和技术才能从根本上解决焦化废水的处理。

4) 现阶段焦化废水在实际处理过程中各方法的实际应用情况能够保证各种方法优点的最大化，全面提高焦化废水的处理效率。因此，焦化废水处理多种方法联用在很大程度上表明了焦化废水处理技术在未来的发展方向。

3 焦化废水处理技术中新技术的发展

3.1 辐照废水处理技术

辐照废水处理技术的原理是利用射线或者高能电子束射，在焦化废水中形成水化电子，然后再利用水化电子对有机污染物产生反应或者结合，使有机污染物降解到国家规定的标准内，现阶段我国部分焦化及煤气厂将该处理技术进行不同方式的组合,很大程度上净化了焦化废水,全面提高了焦化废水处理效果,特别是现阶段其部分出水水质已经能够达到工业用水的质量标准。

3.2 超声波废水处理技术

超声波废水处理技术是指利用超声波来实现对焦化废水中难以降解的有机污染物的降解,其主要影响因素是超声波的频率和通氧量，该技术是近年来焦化废水处理研发推广的一项新型处理技术,其原理是利用超声波在废水介质中实现的超声空化，最终造成焦化废水中有机污染物的分解与燃烧，进而达到出水标准。该技术对单环和多环芳烃、卤代脂肪烃、酚类物质等也有较好的效果。

4 结语

焦化废水主要是指在进行煤制的焦炭、煤气的净化和焦化产品的回收等工作时，其所产生的具有有毒有害物质的工业类废水。焦化废水不同于普通的废水，它对环境的危害更大，因为它含有非常高浓度的有机物，为了达到更好的效果，现阶段我国采取的是将上述几种方法进行有效的结合，通过各自发挥最大功能的方式实现去除焦化废水有机污染物的效果，该类技术的运用不仅在很大程度上实现了焦化废水中的有机污染物的去除,而且还能充分保证其出水质量,降低了由焦化废水对生态环境及人们生活环境带来的不利影响。

参考文献：

[1] 王克科.焦化废水生物处理技术[J].湖北化工,2013(2):1-3.

[2] 邢广恩，崔明稳.焦化废水的处理方法[J].衡水学院学报，2007，9(1)：104-106.

[3] 赵景龙，贾军，孔海燕.焦化废水处理方法探究[J].陕西环境,2009,10(4):25-27.

[4] 胡钰贤，郭亚兵.焦化废水及其处理技术[J].机械工程与自动化,2004(5):97-100.

[5] 樊丽华，梁英华，陈学青.焦化废水治理技术进展[J].环境科学与技术，2012,25(6):40-42.