焦化廢水深度處理研究現(xiàn)狀
發(fā)布時間：2023-12-22 瀏覽:2次
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經(jīng)過上述過程處理后的焦化廢水外排水中的氰化物、COD及氨氮含量仍然無法達標(biāo)。針對焦化廢水組成復(fù)雜、難于處理、經(jīng)傳統(tǒng)方法處理后無法達標(biāo)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研究成果,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(dāng)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)今后的發(fā)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)致廢水成分異常復(fù)雜。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、成分復(fù)雜、處理困難等特點使焦化廢水極難再循環(huán)利用或者達標(biāo)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)境保護部于2012年6月頒布了《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，該標(biāo)準(zhǔn)除對廢水中主要污染物給出了更為嚴格的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在原標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，該標(biāo)準(zhǔn)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)研究新型、**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(biāo)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)研究工作，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研究進展。因此研究并開發(fā)一種**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研究的重點。
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(dāng)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)的發(fā)展方向。
焦化廢水深度處理技術(shù)
物理化學(xué)法
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，具體處理過程如下：將混凝劑在一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，通過實驗發(fā)現(xiàn)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(biāo)有良好的處理效果，并且在實驗過程中還發(fā)現(xiàn)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 進行對比研究，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。通過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(dāng)廢水 PH 為 8，新型絮凝劑投加量在 10 mg/L 時，經(jīng)過絮凝處理后的出水 SS<70 mg/L，CODcr<150 mg/L。
鄭義、張琢等研究對比了硫酸鋁、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)合處理焦化廢水的能力。通過實驗發(fā)現(xiàn)，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(dāng) pH 為 5，投加量為聚合硫酸鐵 40 mg/L、聚丙烯酰胺 6 mg/L 時，組合混凝劑對焦化廢水處理效果*佳，此時處理后廢水出水色度為 70 倍，COD 為 68 mg/L，去除率分別達到了73.08%、62.22%。
通過以上分析發(fā)現(xiàn)，混凝沉淀法對焦化廢水色度，COD 等指標(biāo)的去除效果較好，處理后的焦化廢水可實現(xiàn)達標(biāo)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會對環(huán)境造成新的污染，并且采用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)節(jié) pH 值，而且混凝劑需要人工投加操作較為復(fù)雜，經(jīng)過處理后的廢水只能外排無法實現(xiàn)達標(biāo)回用。
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)過沉淀得以分離。
周靜、李素芹等采用粉煤灰作為吸附劑，對焦化廢水生化出水中的氨氮進行深度處理，通過實驗對藥劑投加量、pH 值、吸附時間三個主要影響因素進行了考察。實驗結(jié)果表明：當(dāng)廢水 pH 為 5，粉煤灰投加量為 150 g/L、生石灰投加量為 2.5 g/L，吸附時間為 1 h 時，焦化廢水中的氨氮含量由 77.67 mg/L降到了 25 mg/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。通過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)焦化廢水 pH 在8.0～10.0，改性膨潤土投加量為 1 200～1 500 mg/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(biāo)準(zhǔn)提升到了國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，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*忠等采用樹脂吸附和 Fenton 氧化的組合工藝處理高濃度的焦化廢水。通過實驗發(fā)現(xiàn)：當(dāng)吸附樹脂與 Fenton 試劑在*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(dāng)粉煤灰用量為 17.47 g/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(biāo)準(zhǔn)。吸附后的粉煤灰可以燒磚或筑路進行再利用。采用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(biāo)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(dāng)前國家綠色化工循環(huán)利用的政策。
