焦化废水深度处理技术研究

白贵宁 崔文杰

摘要：焦化废水是在炼焦、煤气高温干馏等生产过程中产生的高浓度、难降解的有机废水。其成分极其复杂，污染物浓度高，而且色度高，水质变化波动大，毒性强。当前，焦化废水处理技术主要有好氧生物处理技术、活性炭吸附技术及芬顿氧化处理技术等，但均存在一些问题，不能满足日益增长的环保需求。本文介绍了焦化废水的水质特点，分析了焦化废水处理技术。

关键词：焦化废水;处理技术;深度处理

引言

现阶段，人类面临的主要问题是水资源的紧张。所以针对于水相关的问题，焦化企业必须引起高度重视并妥善处理，首先，在企业运营过程中应不断供应新水，以展开锅炉补水和冷却循环。另一方面还需做高浓度焦化废水处理，以处理污染的水，进而使环境得到有效保护，确保可持续发展的成功实现。而上述问题均可通过污水深度处理技术实现，最终让水资源得到节约，促进水使用效率的提升。

1焦化废水的特点及危害

焦化企业的主要生产过程是先对煤进行洗选，然后将含水约10%的炼焦煤粉碎到规定的目数，随后将其从焦炉顶部送入碳化室，经过高温干馏，最后生产出焦炭。焦化废水是来自各个工艺段的混合污水，成分复杂多变，毒性大，含有较多的难生物降解物质，如酚、氰、脂肪类化合物、杂环化合物以及多环化合物等。除了有机物之外，还有大量无机成分，如硫化物、氰化物、氨氮等。焦化废水中，酚类化合物是原型毒物，对一切生物均具有一定的毒害作用，能够使生物的细胞失去活力，凝固蛋白质。多环和杂环化合物中，很多具有致癌和致突变作用，长时间接触煤焦油、沥青等物质的人患有皮癌、唇癌以及肺癌的概率高。焦化废水如不进行有效的处理和控制，大量有机物将进入水体中，消耗水中的溶解氧，危害水生生物;高浓度的氨氮能够造成水体富营养化，使得水体出现恶臭、水质下降，导致鱼类等生物窒息死亡。

2焦化废水的水质特点

2.1污染物浓度高

焦化废水组分复杂，酚类是其主要的有机污染物，也是焦化废水COD的重要来源。一般来说，人们依靠好氧微生物的好氧呼吸作用去除焦化废水中的酚类物质，好氧阶段能够迅速将酚类物质浓度降低。但是，焦化废水含有苯类、吲哚等物质，其可降解性差，造成焦化废水的生化性较差。不同焦化工艺产生的焦化废水存在组分差异，污染物浓度可能相差好几倍。一般来讲，焦化废水中的COD浓度能达到1000～8000mg/L。

2.2有毒物质多

焦化废水含有大量有害物质，其中，苯系物、卤代物等物质具有严重的毒害性，能够威胁人体健康，严重的能够导致人体癌变、基因突变。另外，研究人员发现，焦化废水含有大量的重金属离子，重金属离子难以降解，一旦进入自然水环境中而被人误饮，会对人体造成不可恢复的伤害。

2.3成分复杂

由于生產工艺的不同，焦化废水水质波动较大，成分较为复杂。焦化废水含有大量无机污染物和有机污染物。检测发现，焦化废水不仅含有大量的氯离子、氟离子、硝酸离子等无机离子，还含有大量的酚类物质、卤代物、苯系物等难降解的有机污染物。酚类为焦化废水的主要有机污染物，占比超过80%。

2.4废水色度高

焦化废水含有大量的生色官能团，还有部分助色基团。其中含有的重金属离子会引起废水颜色变化，所以焦化废水的污染物被降解后，其色度会明显降低。

3焦化废水深度处理技术

3.1物理法

物理法主要是对废水中的矿物质、固体悬浮物以及油类等进行处理，常用的主要有过滤法与膜分离法。过滤法是指利用某种介质组成的过滤层对焦化废水进行过滤，该方法可以将焦化废水中的大多数悬浮物除去，其原理是利用颗粒介质的截流、筛分、黏附等作用将水中的悬浮物去除。工程中常用的过滤器主要为压力式和重力式，其中压力式过滤器使用范围更加广泛，例如，工程中所使用的石英砂过滤器、纤维滤料等均属于压力式过滤器。膜分离法是指利用多孔膜的选择透过性来对焦化废水进行分离与提纯，该处理方法的机理是利用液-液分散体系中两相与固体膜表面亲和力的不同来达到分离效果。常见的技术有反渗透、纳滤、超滤与微滤。其中，反渗透和纳滤这两种膜分离法主要使用的膜材料为醋酸纤维素与聚亚酰胺等，主要用于去除废水中的盐分。超滤与微滤所使用的膜材料为PVDF、PSF、PVC与PS等，主要用于去除污水中的悬浮物、胶体、微生物等。

3.2混凝沉淀法

此法的基本原理为将特定的混凝剂加入到废水中，受混凝剂电解质性质的影响，就会有胶团形成于水中，进而和废水中物质发生电中和，致絮凝体出现，最终将污染物去除。如采用混凝沉淀法，能有效去除可以和水相溶的有色物质、不溶于水的胶体、微小悬浮物和一些有机物，针对混凝效果而言，浑浊度、pH值、水温、水力是主要影响因素，且混凝剂的选择直接关乎到混凝沉淀法使用效果。混凝工艺不仅操作起来非常简单，无需较高的处理费用，且具有良好效果和很强的适应性，另外，还可改善原水的感官指标（浊度、色度等），去除多种有毒有害污染物。

3.3膜分离法

膜分离法，主要是利用选择性透过膜这一典型分离介质，在两边不断增加压力差、浓度差或电位差，促使废水中污染物、杂质被选择性透过膜予以清除，进而起到净化水质效果。此法优势众多，包括低能耗、高效率、强适应性以及操作简便等，作为一种新型污水处理技术，其不仅发展迅速，且发展空间也非常大，具有很强的实用性。现阶段，膜分离技术种类较多，纳滤、微滤、反渗透、超滤是比较常见的几种类型。目前，超滤-反渗透的双膜法广泛运用于焦化废水深度处理中，经过超滤-反渗透处理后，水质可符合工业循环冷却水要求，及时补给锅炉，进而提高生产效率。

3.4物理化学法

物理化学法包括吸附法、电化学法、超声波空化法等。超声波空化法是物理化学法的一种，超声波的频率一般为2×104～25×108Hz，在水体中能够发生空穴或空化效应。因此，当超声波通过废水时，污水中的微小油滴和水体会发生振动现象，大小不同的粒子存在不同振动速度，油滴之间发生碰撞与融合，小油滴逐渐转变为大油滴。当油滴粒径足够大时，油滴不能够随超声波振动，将做无规则运动，最终污水中的中小油滴通过凝集上浮，之后使用奇特设备进行分离即可实现对污水的净化。

3.5电化学氧化技术

电化学水处理技术是污水中污染物在电极上发生直接的电化学反应或者由电极产生具有强氧化活性的物质对污染物进行氧化分解。电化学氧化技术具有氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染等优点，在废水处理中有着广泛的应用。有研究者采用该技术处理焦化废水，以PbO2/Ti作为电极，结果表明，电解反应2h后，COD可以从2143mg/L降解到226mg/L，同时大部分氨氮被去除;研究还发现，反应中电解材料、氯化物浓度、pH值等因素对COD和氨氮的去除率均有一定的影响。

结束语

就目前而言，我国新建的焦化项目按照国家对焦化产业的要求，逐步采用干熄焦后，焦化废水深度处理成为行业发展的重点.为保护自然生态环境，确保焦化产业的可持续发展，有必要对当下常用的焦化废水深度处理工艺进行论述，总结在工程实践应用中存在的问题，进而促进焦化废水深度处理技术的发展。

参考文献：

[1]吴彦民.环保原则下的煤化工企业污水处理[J].石化技术，2019，26（1）：264.

[2]蒙新龙.煤化工废水处理技术应用分析[J].化工设计通讯，2019，45（11）：14-15.

[3]颜芳.科学处理冶金废水的思考研究[J].科技风，2019，（27）：118.