焦化废水处理技术分析与展望

韩炳旭

摘要：近年来国内对焦化废水处理技术进行了较深入研究，并在传统处理技术上不断改进取得了较大进步。对几种应用较为广泛的焦化废水处理技术的特点及其实用价值进行了深入对比分析，并对一些新型焦化废水处理技术的未来发展进行了展望。

关键词：焦化废水;化学法;物理法;生物法

1.引言

由于焦化废水对环境污染影响和淡水资源越来越匮乏状况，《焦化行业准入条件》要求废水处理合格后循环使用，不得外排。因此，研究焦化废水深度处理技术具有重要意义。当前，我国研究焦化废水深度处理工艺较多，但效果参差不齐。焦化废水处理技术主要有生物法、化学法和物理法。综述了近年来焦化废水处理技术，对其特点和应用价值进行了深入分析和对比，并针对当前焦化废水处理新技术的未来发展进行了展望。

2.焦化废水处理技术

2.1生物法

通過培养特定的有效微生物来处理焦化废水的方法称为焦化废水生物处理技术。利用特殊手段培养出的微生物可以分解焦化废水中有机污染物，使污染物转化为CO2和H2O，是一种有效的废水处理方式。

2.1.1活性污泥曝气法

活性污泥法是利用活性污泥中含有的好氧微生物使废水中的有机污染物转化为CO2和H2O的一种污水处理工艺。把空气通入污水后进行曝气，一段时间后产生黄褐色絮状沉淀。污泥中的大量好氧微生物与废水中的污染物充分接触，最终污染物被代谢生成二氧化碳和水。该工艺操作过程简单不会产生二次污染，但占地面积较大，且某些有机物会损害微生物，造成出水水质无法达到排放标准。

2.1.2生物流化床技术

生物流化床反应器结构简单，较传统的膜处理技术以及活性淤泥法处理效率高。同时存在固、液、气三相生物流化床，在处理废水时借助气、液两相流体使流化床内的固相载体呈现出流动状态，使废水中的污染物与载体颗粒物上的微生物充分接触而被降解。该技术具有生物膜耐受性高、效率高、占地面积相对较小等优势，但处理效果受工艺条件影响较大。

2.1.3固定化微生物技术

固定化微生物技术是将游离态的特效菌固定在载体上生长繁殖，使这些菌种在保持活性的前提下重复利用，提高废水处理效率。虽然处理成本较高，但能显著提高有效菌浓度和纯度，使其持续保持高浓度状态，处理效率高，处理过程中污泥量少，稳定性强，是值得人们进一步研究和改进的生物处理技术。

2.2 化学法

焦化废水化学处理技术指通过化学反应来改变焦化废水中所含污染物的物化性质的方法[1]。主要有芬顿法、烟道气法、光催化法等。

2.2.1芬顿法

芬顿法主要指用芬顿试剂对焦化废水进行氧化处理，保证废水能够达到出水排放标准的一种化学处理方法。芬顿试剂经过催化分解形成·OH会进攻焦化废水中的有机物分子，使其分解为CO2和H2O。在现阶段的工程运用中，芬顿法主要针对生物难降解物质的进一步处理，并不单独应用，只作为生化法处理废水后的补充。具有工艺简单、成本低等优点，但会产生大量铁泥，造成二次污染。

2.2.2 烟道气法

利用烟道气对已经除去焦油的氨水进行处理，使其气化生成硫铵，然后对烟尘等进行吸附，最后高温处理，使污染物分解。用烟道气法处理焦化废水时需要先将废水中的有机固态污染物与水进行分离，分离后的废水再通过烟道气汽化处理[2]。值得注意的是，只有当废水中的氨含量与烟道气所需要的氨量平衡时才可以通过这种技术对废水进行处理，处理条件较为苛刻。

2.2.3 光催化法

该技术可将生化处理后废水中生物难降解的有机污染物和氨氮，甚至包括一些低价毒性金属氧化物，完全矿化为二氧化碳、氮气、水和无毒氧化物，反应过程操作简便，无二次污染。传统的TiO2系列光催化剂因受紫外光和焦化废水成分复杂、透光性差的限制，太阳能利用率低，限制了其实际应用。将光催化氧化技术应用于焦化废水深度处理领域还处于试验阶段。近年来，研究者们发展了光催化-芬顿耦合技术处理焦化废水，废水处理效果显著提高[3]。

2.3物理法

焦化废水物理处理技术指在废水处理过程中不改变废水的理化性质，不添加能与其反应的化学物质，仅通过物理分离的手段来除去废水中的污染物质。

2.3.1 吸附法

吸附法常用的吸附剂有沸石、粉煤灰、石灰、活性炭颗粒、及高分子聚合材料等。其中活性炭颗粒应用较为广泛，但活性炭再生过程困难，成本高难以得到大面积应用。粉煤灰因为成本低廉而逐渐受到人们的广泛关注。吸附法在去除废水中污染物的同时还能提高水质稳定性。但该法成本高、吸附剂再生困难，易造成二次污染，而且单一的吸附法无法处理高浓度焦化废水，实际应用中更多的是采用吸附法与其他方法联用。

2.3.2混凝沉淀法

混凝沉淀法是将混凝剂投入焦化废水中，使废水中较难被过滤或沉淀的物质凝集聚合为更大的颗粒，通过沉淀或者其他方法使凝结成的大颗粒与水分离。混凝沉淀法易受胶粒性质、混凝剂的化学性质及水解产物等因素影响。常用的混凝剂有硫酸亚铁溶液、聚丙烯酰胺、溶解性有机碳、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁等。

2.3.3 膜分离法

常用的膜分离方法包括超滤、纳滤、微滤、反渗透、电渗析等。焦化废水中的大分子有机物主要通过超滤法除去，其余的大部分有机物则需要通过反渗透法。超滤-反渗透和超滤-纳滤双膜法是在处理焦化废水的实际应用中比较广泛。膜分离法工艺简便、耗能低、效率高，还可去除废水中的病原体，达到对废水消毒的作用，但该法成本较高，且膜易受污染。

3.前景与展望

综合考虑经济成本、技术指标的影响，单一的处理技术难以高效去除焦化废水污染物。应根据具体情况，采取多种处理技术联用处理焦化废水。未来，探索更多的焦化废水处理联用技术提高出水水质是焦化行业实现转型升级的关键，也是我国钢铁冶金行业实现绿色、可持续发展的必经之路。

参考文献

[1]张龙，崔兵.焦化废水处理技术研究[J].中国资源综合利用，2018，9：36-9.

[2]赵景龙，贾军，孔海燕.焦化废水处理方法探究[J].陕西环境，2009，4：25-7.

[3]张鹏飞.光催化与芬顿反应协同降解有机污染物[D]，华北理工大学，唐山，2018.