焦化廢水處理環(huán)保工程
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[論文摘要]焦化廢水是一種典型的難降解有機(jī)廢水。介紹了預(yù)處理技術(shù)，二級處理技術(shù)的物化法、生物法、化學(xué)法和循環(huán)利用法的應(yīng)用和研究進(jìn)展及優(yōu)缺點(diǎn)。
焦炭是高耗水產(chǎn)業(yè)，每年全國焦化廢水的排放量約為2.85億t。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。其成分復(fù)雜，毒性大，它的超標(biāo)排放對人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都可構(gòu)成很大的危害。總之，焦化廢水污染，是工業(yè)廢水排放中一個(gè)突出的環(huán)境問題，也是擺在人們面前的一個(gè)急需解決的課題。
目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行生物脫酚二次處理。但往往經(jīng)上述處理后，外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。針對這種狀況，近年來國內(nèi)外出現(xiàn)了許多比較有效的焦化廢水治理技術(shù)。這些方法大致分為物化法、生物法、化學(xué)法和循環(huán)利用等4類。
一、焦化廢水的預(yù)處理技術(shù)
焦化廢水中部分有機(jī)物不易生物降解，需要采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)。
常用的預(yù)處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝，其作用機(jī)理是通過厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，生成易降解物質(zhì)。焦化廢水經(jīng)厭氧酸化預(yù)處理后，可以提高難降解有機(jī)物的好氧生物降解性能，為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造良好條件。
二、焦化廢水的二級處理技術(shù)
（一）物理化學(xué)法
（1）吸附法
吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難,不利于處理高濃度的廢水。
（2）利用煙道氣處理焦化廢水
由冶金工業(yè)部建筑研究總院和北京國緯達(dá)環(huán)保公司合作研制開發(fā)的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國家專利。該技術(shù)將焦化剩余氨水去除焦油和SS后，輸入煙道廢氣中進(jìn)行充分的物理化學(xué)反應(yīng)，煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨氣與煙道氣中的SO2反應(yīng)生成硫銨。
該方法投資省，占地少，以廢治廢，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好，環(huán)境效益十分顯著，是一項(xiàng)十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡，這就在一定程度上限制了方法的應(yīng)用范圍。
（二）生物處理法
生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機(jī)物的方法。目前，活性污泥法是一種應(yīng)用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術(shù)。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸；溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產(chǎn)物（主要是CO2）。非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝和利用。
生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運(yùn)行費(fèi)用相對較低等優(yōu)點(diǎn)，但是生物降解法的稀釋水用量大，處理設(shè)施規(guī)模大，停留時(shí)間長，投資費(fèi)用較高，對廢水的水質(zhì)條件要求嚴(yán)格，這也就對操作管理提出了較高要求。
（三）化學(xué)處理法
（1）焚燒法
焚燒法治理廢水始于20世紀(jì)50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧完全汽化，讓廢水中的有機(jī)物在爐內(nèi)氧化，分解成為完全燃燒產(chǎn)物CO2和H2O及少許無機(jī)物灰分。
焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實(shí)可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是處理費(fèi)用昂貴使得多數(shù)企業(yè)望而卻步，在我國應(yīng)用較少。
（2）催化濕式氧化技術(shù)
催化濕式氧化技術(shù)是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高，國內(nèi)很少將該法用于廢水處理。
（3）化學(xué)混凝和絮凝
化學(xué)混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對可溶性有機(jī)物無效，常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。
（4）臭氧氧化法
臭氧的強(qiáng)氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會造成二次污染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點(diǎn)。同時(shí)若操作不當(dāng)，臭氧會對周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處理。在美國已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。
（5）光催化氧化法
目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿?。但是有時(shí)也會產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。所以，該方法適用于低濁度、透光性好的體系，可用于焦化廢水的深度處理。
（6）電化學(xué)氧化技術(shù)
電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。目前的研究表明，電化學(xué)氧化法氧化能力強(qiáng)、工藝簡單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)。
（四）廢水循環(huán)使用
高濃度的焦化廢水經(jīng)過脫酚，凈化除去固體沉淀和輕質(zhì)焦油后，送往熄焦池以供熄焦，實(shí)現(xiàn)酚水的閉路循環(huán)。從而減少了排污，降低了運(yùn)行等費(fèi)用。但是此時(shí)的污染物轉(zhuǎn)移問題也值得考慮和進(jìn)一步研究。
三、結(jié)語
總之，我們應(yīng)根據(jù)焦化廢水的特點(diǎn)，深入研究先進(jìn)的處理技術(shù)，尋求既高效又經(jīng)濟(jì)的處理方法，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高達(dá)標(biāo)率，改善環(huán)境質(zhì)量，減輕焦化廢水對各地水體的污染，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。這既是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要解決的現(xiàn)實(shí)問題，也是未來技術(shù)攻關(guān)所需要面對的的重點(diǎn)。
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