焦化廢水深度處理研究現(xiàn)狀

焦化廢水深度處理研究現(xiàn)狀焦化廢水主要是焦化廠在煤氣化、液化、煉焦過程中所產(chǎn)生的廢水,此種廢水中含有大量的有毒、難降解的有機物是一種較難處理的有機廢水。目前主要采納以下方法對焦化廢水進行處理:首先利用常規(guī)方法對廢水進行預(yù)處理、然后利用生化方法對預(yù)處理廢水進行二次處理。但是,經(jīng)過上述過程處理后的焦化廢水外排水中的氰化物、COD及氨氮含量仍舊無法達標。針對焦化廢水組成簡單、難于處理、經(jīng)傳統(tǒng)方法處理后無法達標排放這種狀況,綜合了近幾年來國內(nèi)外有關(guān)焦化廢水處理方面的大量的討論成果,系統(tǒng)地介紹了焦化廢水深度處理過程中所應(yīng)用的物化方法、氧化方法、膜處理三大類方法的優(yōu)缺點,列舉了當前幾種焦化廢水回用實例及不足,并指出了焦化廢水處理技術(shù)今后的進展方向。焦化廢水主要是指在煤煉焦、煤氣凈化、化工產(chǎn)品回收和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水。由于受原煤性質(zhì)、產(chǎn)品回收、生產(chǎn)工藝等多種因素的影響，導(dǎo)致廢水成分特別簡單。焦化廢水中所含有機物主要以酚類化合物為主，其含量達到有機物總量的一半以上，剩余有機化合物主要為含硫、氧、氮的雜環(huán)有機化合物以及多環(huán)芳香族有機化合物等。焦化廢水以其排放量大、成分簡單、處理困難等特點使焦化廢水極難再循環(huán)利用或者達標排放。因此，降低焦化廢水中的污染物濃度，提高廢水的循環(huán)利用率是亟待解決的問題。隨著人們環(huán)保意識的加強和國家對環(huán)保問題的重視，中國環(huán)境愛護部于2012年6月頒布了《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB16171-2012)，該標準除對廢水中主要污染物給出了更為嚴格的排放標準，而且在原標準基礎(chǔ)上增加了苯、苯并芘、多環(huán)芳烴以及總氮等化合物的排放指標，該標準同時也對單位產(chǎn)品的排水量做了更為嚴格的要求，開發(fā)討論新型、高效能、低成本的廢水處理技術(shù)以及對現(xiàn)有技術(shù)進行優(yōu)化改進提高廢水處理效果使其能夠達標排放是目前亟待解決的問題。多年以來，雖然前人已做了大量關(guān)于焦化廢水處理的基礎(chǔ)討論工作，但是由于焦化廢水排放量大，水中污染物種類多且有些污染物難于生物降解而使得焦化廢水處理至今為止仍未有突破性的討論進展。因此討論并開發(fā)一種高效能、低成本、處理效果好的廢水處理技術(shù)以及對現(xiàn)有技術(shù)進行優(yōu)化改進是今后焦化廢水處理討論的重點。本文對廢水深度處理過程中所應(yīng)用的物化方法、氧化方法、膜處理三大類方法進行了分析對比，并列舉了當前幾種焦化廢水回用實例及不足，同時指出了今后焦化廢水處理技術(shù)的進展方向。1焦化廢水深度處理技術(shù)1.1物理化學(xué)法1.1.1混凝沉淀法混凝沉淀法是利用電中和原理對焦化廢水進行處理，詳細處理過程如下：將混凝劑在肯定條件下定量投入到焦化廢水中，廢水中的帶電物質(zhì)與混凝劑發(fā)生電中和形成大顆粒膠團，而后經(jīng)過進一步的沉淀使焦化廢水得以凈化處理。盧建杭、王紅斌等開發(fā)出了針對上海寶鋼集團下屬焦化廠焦化廢水專用的混凝劑——M180，用于處理上海寶鋼焦化廠A/O生化池出水，通過試驗發(fā)覺在pH值為6.0～6.5、混凝劑投加量為300mg/L時，專用混凝劑對焦化廢水的COD、色度、CN等指標有良好的處理效果，并且在試驗過程中還發(fā)覺進水水質(zhì)的波動對專用混凝劑處理效能的影響很小。周靜和李素芹研制出了一種新型的復(fù)合絮凝劑——PFASSB，并將其與PFS、PAC和PFAC進行對比討論，考察了PFS、PAC、PFAC以及新型新型絮凝劑PFASSB對焦化廢水COD、濁度等的處理效果。通過試驗結(jié)果發(fā)覺，在相同的條件下新型復(fù)合絮凝劑對焦化廢水的處理效果明顯優(yōu)于PAC、PFS和PFAC，并且新型絮凝劑的用量明顯比其他絮凝劑的用量低；當廢水PH為8，新型絮凝劑投加量在10mg/L時，經(jīng)過絮凝處理后的出水SS70mg/L，CODcr150mg/L。鄭義、張琢等討論對比了硫酸鋁、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺對焦化廠生化池出水的處理效果，并將其組合搭配，考察了它們聯(lián)合處理焦化廢水的力量。通過試驗發(fā)覺，將聚合硫酸鐵與聚丙烯酰胺組合處理焦化廢水，處理效果明顯優(yōu)于各混凝劑單獨使用時的處理效果；當pH為5，投加量為聚合硫酸鐵40mg/L、聚丙烯酰胺6mg/L時，組合混凝劑對焦化廢水處理效果最佳，此時處理后廢水出水色度為70倍，COD為68mg/L，去除率分別達到了73.08%、62.22%。通過以上分析發(fā)覺，混凝沉淀法對焦化廢水色度，COD等指標的去除效果較好，處理后的焦化廢水可實現(xiàn)達標排放。但是，使用混凝沉淀法對焦化廢水進行深度處理的過程中會產(chǎn)生大量的固體沉渣，而且這種固體沉淀物較難處理睬對環(huán)境造成新的污染，并且采納混凝沉淀的方法處理焦化廢水需要對沉淀池入水以及出水調(diào)整pH值，而且混凝劑需要人工投加操作較為簡單，經(jīng)過處理后的廢水只能外排無法實現(xiàn)達標回用。1.1.2吸附法吸附法處理焦化廢水主要是利用吸附劑為比表面積較大的多孔類物質(zhì)，對大分子有機物、油類物質(zhì)、以及部分固體懸浮物等污染物具有良好的吸附性能，吸附劑在對焦化廢水吸附處理后經(jīng)過沉淀得以分別。周靜、李素芹等采納粉煤灰作為吸附劑，對焦化廢水生化出水中的氨氮進行深度處理，通過試驗對藥劑投加量、pH值、吸附時間三個主要影響因素進行了考察。試驗結(jié)果表明：當廢水pH為5，粉煤灰投加量為150g/L、生石灰投加量為2.5g/L，吸附時間為1h時，焦化廢水中的氨氮含量由77.67mg/L降到了25mg/L以下，氨氮去除率達到70%以上。王紅梅、鄭振暉利用改性膨潤土對焦化廢水生化出水進行深度處理。通過試驗結(jié)果發(fā)覺：當焦化廢水pH在8.0～10.0，改性膨潤土投加量為1200～1500mg/L時，焦化廢水脫色率達到65%以上，氰化物、CODcr的去除率也分別達到了31%和26.5%。孫寶東、馬雁林對南京鋼鐵聯(lián)合有限公司的兩座焦化廢水處理站進行技術(shù)改進，通過在原處理站基礎(chǔ)上增加活性炭過濾裝置，并對原有的操作方法進行改進。通過活性炭過濾裝置改進后，南京鋼鐵聯(lián)合有限公司焦化廢水處理站出水由原來的國家二級標準提升到了國家一級排放標準，并且通過改進操作方法使廢水處理站的運行成本得以降低，活性炭的使用壽命得以延長。李茂、韓永忠等采納樹脂吸附和Fenton氧化的組合工藝處理高濃度的焦化廢水。通過試驗發(fā)覺：當吸附樹脂與Fenton試劑在最佳的工作條件下時，焦化廢水中酚類有機化合物去除率幾乎可達100%，COD的去除率達到74.82%，并且經(jīng)過樹脂吸附和Fenton氧化的組合工藝處理過的高濃度焦化廢水可生化性也有很大的提高。張昌鳴等利用粉煤灰作為吸附劑對山西焦化集團有限公司下屬焦化廠的焦化廢水生化出水進行深度處理。當粉煤灰用量為17.47g/L時，焦化廢水處理效果較好，除氨氮含量偏高外廢水中COD、色度、油、硫化物、氰化物、揮發(fā)酚等污染物含量均達到國家排放標準。吸附后的粉煤灰可以燒磚或筑路進行再利用。采納粉煤灰吸附處理焦化廢水，體現(xiàn)了以廢治廢的環(huán)保理念。以活性炭作為吸附劑對焦化廢水進行深度處理，廢水處理效果較好，處理后的廢水可達標排放，但是由于活性炭價格較高再生困難使得廢水處理成本較高，目前絕大多數(shù)企業(yè)以棄之不用。而以粉煤灰作為吸附劑對焦化廢水進行深度處理，處理效果較好，吸附后的粉煤灰仍可進行燒磚筑路等再利用對其品質(zhì)不會產(chǎn)生影響，并且利用粉煤灰作為吸附劑處理焦化廢實現(xiàn)了廢物再利用符合當前國家綠色化工循環(huán)利用的政策。1.1.3化學(xué)沉淀法<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956124240.jpg”alt=“QQ截圖20181210102620.jpg”width=“401”height=“206”/采納化學(xué)沉淀的方法不僅使廢水中氨氮含量達到了國家的排放標準，同時也間接的提高了廢水的可生化性。但是，目前化學(xué)沉淀的方法處理焦化廢水的討論較少，技術(shù)還不成熟無法實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。1.2氧化法1.2.1Fenton氧化法Fenton試劑通過將焦化廢水中難降解大分子有機物氧化分解成小分子有機物，降低了焦化廢水的COD值和色度，同時在肯定程度上提高了焦化廢水的可生化性，使焦化廢水得到較好的處理。<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956126894.jpg”alt=“QQ截圖20181210102712.jpg”width=“395”height=“417”/1.2.2臭氧氧化法臭氧分子中的氧原子具有劇烈的親電子或親質(zhì)子性以及極強的氧化活性，臭氧可將焦化廢水中的大分子有機物等物質(zhì)氧化分解。臭氧氧化技術(shù)具有氧化力量強、反應(yīng)速度快、處理效率高、不受溫度影響、不產(chǎn)生污泥等特點。<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956124266.jpg”alt=“QQ截圖20181210102755.jpg”width=“409”height=“474”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956127574.jpg”alt=“QQ截圖20181210102814.jpg”width=“402”height=“520”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956125162.jpg”alt=““width=“397”height=“161”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956127627.jpg”alt=““width=“398”height=“314”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956123920.jpg”alt=““width=“403”height=“343”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956138657.jpg”alt=““width=“406”height=“552”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956139215.jpg”alt=““width=“400”height=“442”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956136985.jpg”alt=““width=“406”height=“524”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956136310.jpg”alt=““width=“406”height=“240”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141956135658.jpg”alt=“QQ截圖20181210102942.jpg”width=“395”height=“77”/2結(jié)論近年來，隨著國家對環(huán)保問題的的日益重視以及國民環(huán)保意識的不斷提高，廢水的排放標準也變得更為嚴格。各國學(xué)者經(jīng)過不斷的探究討論出了一些新的焦化廢水處理技術(shù)，如：電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜技術(shù)等。這些技術(shù)對焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會產(chǎn)生二次污染，但是這些技術(shù)投資成本和運行成