焦化废水是炼焦、煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中,产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水,是一种高CODcr、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。一、焦化废水的来源焦化废水的主要来源有三个:一是剩余氨水,它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水,其水量占焦化废水总量的一半以上,是焦化废水的主要来源;二是在煤气净化过程中产生出来的废水,如煤气终冷水和粗苯分离水等;三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。焦化废水是含有大量难降解有机污染物的工业废水,其成分复杂,含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物质,超标排放的焦化废水对环境造成严重的污染。煤气净化过程产生的污水占焦化厂总污水量的80%以上,煤气净化污水的水量、水质与净化流程和生产操作条件有关。煤气净化污水组成复杂,尤其在蒸氨废水中,污水中还含有较多有机物如:苯、萘、茚、联苯、苊、菲和蒽等芳烃,吡啶、喹啉、吲哚、咔唑和氧芴等杂环化合物以及荧蒽、芘和苯并(a)芘等多环芳烃。二、焦化废水的特点及危害煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在mg/l左右、氨氮在~mg/l,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。焦化废水还具有水质水量变化大、成分复杂,有机物特别是难降解有机物含量高、氨氮浓度高等特点。据有关资料表明,不直接处理排放的焦化废水对生物、农田、水体及环境等会造成严重危害焦化废水中的酚类化合物会使生物细胞内蛋白凝固,长时间接触会使人身体中毒难降解有机物在水产中后通过食物链进入人体,对人身体造成危害氮化合物引起水富营养化,水体变质三、焦化废水的处理工艺焦化污水处理流程通常由预处理、生物处理、混凝处理和污泥处理等组成。如要求深度净化,还可包括活性炭处理等。污水深度净化的方法还有污水脱氮和污水催化湿式氧化处理等。1、预处理污水通过调节池、预曝气池、气浮除油池和稀释池达到水质均匀稳定,含氰和含油量等降低到能满足生化装置的进水要求。2、化学处理法2.1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氯氮和有机污染物氧化,最终转化成无害物质N2和CO2排放。该技术的研究始于20世纪70年代。炼焦化工、石油化工,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。在我国,曾经成功地研制出双组分的高活性催化剂,对高浓度的含氯氮和有机物的焦化废水具有极佳的处理效果。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是,由于其催化剂价格昂贵,处理成本高,且在高温高压条件下运行,但是这对工艺设备要求严格,投资费用高,国内很少将该法用于废水理。2.2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檄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。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稃中具有重要的作用。目前的研究表明,电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染,是一种前景比较广阔的废水处理技术。2.3光催化氧化法光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应,产生具有较强反应活性的电子(空穴对),这些电子(空穴对)迁移到颗粒表面,便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率。研究人员在焦化废水中加人催化剂粉末,在紫外光照射下鼓入空气,能将焦化废水中的所有有机毒物和颜色有效地去除。在最佳光催化条件下,控制废水的流量为mL/h,就可以使出水COD值由mg/L降至mg/L以下,且检测不出多环芳烃。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。3、物理化学法3.1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。常用吸剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,是最常用的一种吸附剂。活性炭吸附法适用于废水的深度处理。由于活性炭再生系统操作难度大,装置运行费用高,在焦化废水处理中未得到推广使用。3、生物处理法生物处理法是利用微生物的氧化、分解、吸附作用处理废水中的有机污染物。该方法是污水处理中应用最广且有效的一种方法。近年来,人们从微生物、反应器及工艺流程等几方面着手,研究开发了活性污泥法、生物膜法、生物流化床、固定化生物处理技术及生物脱氮技术等这些技术的发展使大多数有机物质实现了生物降解处理。出水水质得到了很大改善。3.1活性污泥法活性污泥法是使生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触,其中溶解性有机物被细胞吸收和吸附,并最终氧化为最终产物(主要是CO2);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。但单独采用该技术,出水中的COD、BOD、NH3一N等指标均难以达标,特别是对NH3一N,几乎没有降解作用。3.2生物膜法膜生物反应器(MBR)在去除有机物和NH3一N过程中与传统活性污泥法具有相同的生化作用机理,不同的是传统活性污泥法在沉淀池中进行泥水分离,而MBR装置则是通过膜过滤出水,将污泥截留在反应池内。采用MBR工艺处理焦化废水,在同样的生化池容条件下,其较传统工艺COD去除率可提高30%,NH3一N去除率可提高50%,SS去除率可达到%。MBR法具有经济、简单高效、处理容量大的优点,尤为重要的是它可以实现无害化。不会造成二次污染。该方法已经在各地焦化厂得到广泛应用。MBR工艺在焦化废水处理领域的成功应用,对钢铁企业、煤化工企业节约水资源、减少废水污染物排放具有重要意义。四、结语我国的水环境现状已不容乐观,因此,加大水污染治理力度刻不容缓,焦化企业应遵循清洁生产要求,不断改进工艺技术,努力提高污水处理技术水平和水资源利用率,从源头上减少水污染物排放量,在取得良好经济效益的同时,取得良好的环境效益和社会效益
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