冶金工業(yè)焦化廢水的處理應用
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了冶金工業(yè)焦化廢水的處理應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要:主要介紹焦化廢水的來源、水質(zhì)特征及處理難點，并以天津天鐵中試實驗為例對臭氧催化氧化技術(shù)的應用進行了分析討論，由此提出了焦化廢水的發(fā)展趨勢和展望。
關(guān)鍵詞:焦化廢水;臭氧催化氧化;發(fā)展趨勢
1引言
近年來，隨著環(huán)境形勢的愈演愈烈以及能源消耗的增大，人們開始廣泛關(guān)注低碳經(jīng)濟發(fā)展模式。在冶金工業(yè)中，鋼鐵工業(yè)廢水的治理成了重中之重［1］。在中國，鋼鐵業(yè)的規(guī)模及發(fā)展勢頭不但已受到世界矚目，作為高能耗、多排放的行業(yè)在全球低碳經(jīng)濟所倡導的節(jié)能減排工作中承擔著重大的責任［2］。鋼鐵行業(yè)焦化廢水的處理，一直是國內(nèi)外廢水處理的難題。由于其生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)方式的不同，導致焦化廢水不但成分復雜，還含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害及難降解的物質(zhì)，且污染物色度較高［3］。現(xiàn)階段，焦化廢水造成的污染越來越嚴重，是工業(yè)廢水排放中一個突出的環(huán)境問題。本文針對冶金工業(yè)焦化廢水的來源、特點以及處理方法等進行介紹。
2焦化廢水的產(chǎn)生及特點
2．1焦化廢水的產(chǎn)生
焦化廢水主要來源于煉焦、煤氣在高溫干餾、凈化及副產(chǎn)品回收過程中，產(chǎn)生含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴及氧、硫、氮等雜環(huán)化合物的工業(yè)廢水，是一種難降解的有機廢水［4］。焦化廢水中通常含有高濃度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮，同時，還存在著不易生物降解的油類、吲哚、喹啉等雜環(huán)有機化合物［5］。其主要由以下幾個方面構(gòu)成:一是剩余氨水，是在煤干餾及煤氣冷卻中產(chǎn)生出來的廢水;二是煤氣凈化過程中產(chǎn)生的廢水，例如煤氣終冷水和粗苯分離水等;三是焦油加工、粗苯等精制過程中產(chǎn)生的焦油分離等廢水;四是焦爐煙氣脫硫過程中所產(chǎn)生的脫硫廢液以及其他場合產(chǎn)生的廢水。其中，剩余氨水約占廢水總量的二分之一，這也是氨氮的主要來源［6］。
2．2焦化廢水水質(zhì)特征及處理難點
核磁共振色譜圖中顯示:焦化廢水中不僅含有有機物，還含有數(shù)十種無機物。無機化合物一般以銨鹽的形式存在，例如(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4CN等。有機物以酚類化合物為主，占總有機物的85%左右，主要有苯酚、鄰甲酚、對甲酚及其同系物［7］。在焦化廢水有機物組成中，大部分酚類、苯類化合物在好氧條件下較易生物降解，而吡咯、呋喃、萘、噻吩在厭氧條件下可緩慢生物降解，聯(lián)苯類、吲哚、喹啉類則難以生物降解［8］。這些難以生物降解的雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香化合物，其性質(zhì)不但不穩(wěn)定，而且也難以生物降解，數(shù)據(jù)顯示，其通常都具有致癌和致基因突變的作用，對人類和環(huán)境都有很大危害［8］。因此，焦化廢水的處理一直是工業(yè)廢水處理的難點，同時也對有效治理和保護環(huán)境有著非常重要的意義。
3焦化廢水處理及利用的方法
3．1臭氧催化氧化技術(shù)
傳統(tǒng)工藝下，焦化廢水處理技術(shù)通常有物理化學法、化學方法和生化方法［9］。許多文獻已經(jīng)對此類技術(shù)進行了詳細的介紹和論證，目前已應用或報道的方法都存在著運行成本高穩(wěn)定性差、二次污染等問題。然而近年來，臭氧催化氧化技術(shù)與生化處理相結(jié)合在焦化廢水深度處理中的應用得到了廣泛的認同。本文針對臭氧技術(shù)的應用條件和范圍進行論述。臭氧催化氧化技術(shù)主要是在中性條件下，對污水進行的深度處理。使用少量臭氧作為氧化劑，將難降解有機物選擇性氧化分解，使處理后的廢水COD、色度、苯并芘等指標達到國家外排標準，氧化劑利用率高達95%以上，效果甚好。然而此技術(shù)應用的范圍是有限制的，想要達到好的效果，前序的生化處理工藝顯得尤為重要［10］。
3．2天津天鐵中試實驗數(shù)據(jù)及說明
為了解決天鐵煉焦化工有限公司焦化廢水出水超標問題，于2015年進行實驗，致力于研究臭氧催化氧化技術(shù)的應用，使焦化廢水能達到國家排放標準。本實驗分別取了生化進水、二沉池進水、改進后二沉池出水以及改進后混凝出水四個水樣.，原二沉池出水無法達到臭氧工藝的應用范圍，因此即便進行了深度處理工藝，也無法達到排放標準。臭氧工藝通常是應用在混凝后出水后，當COD在150～200mg/L之間時。由此可見，單純依靠混凝和臭氧催化氧化是無法達到預期的處理效果的，要想達到較好的處理效果，前序生化處理工藝的配合顯得尤為重要。
3．3生物強化處理的改進
通常污水處理采用A2O等工藝就行生物脫氮，但由于焦化廢水水質(zhì)的特殊性，我們應在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上加以改進。在前期加入水解酸化，將部分難降解的有機物水解為相對容易生物降解的有機物，同時利用相對容易降解有機物共代謝厭氧轉(zhuǎn)化難降解有機物。在氧化階段，也應當有所改進，可以通過將碳氧化和氨氧化分級并使用生物反應－分離一體式反應器，減少了異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌的競爭抑制作用，同時大幅度提高碳氧化菌和氨氧化菌在反應器中的含量，改進后的二沉池出水效果較好，達到了200mg/L以下的理想值，經(jīng)過臭氧催化氧化COD基本可達到80mg/L以下。由此提高前期處理工藝，以保證后期工藝處理效果。
4焦化廢水發(fā)展展望
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，冶金工業(yè)廢水的種類和數(shù)量日益增加，對水體造成的污染也日趨嚴重和廣泛，更是威脅了人類的生命安全和健康［11］。在環(huán)境治理方面，工業(yè)廢水的治理比市政污水的處理更為重要。早在19世紀末，工業(yè)廢水就已經(jīng)受到國外的關(guān)注，并且在隨后的半個世紀里，各國進行了大量的試驗研究和生產(chǎn)實踐［12］?？墒怯捎谝苯鸸I(yè)廢水的復雜性，成分及性質(zhì)的多變性，因此至今仍有一些世界性的難題沒有完全得到解決［13］。中國由于起步晚，為了能跟上現(xiàn)階段中國經(jīng)濟的發(fā)展需要，尋求新型高效且可靠的工業(yè)廢水處理工藝更是迫在眉睫，認真鉆研及攻克難關(guān)才是切實可行的道路［14］。
參考文獻
［1］徐匡迪．鋼鐵工業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟與自主創(chuàng)新［R］．山東冶金，2006(28):1－3．
［2］錢小青，葛麗英，趙由才．冶金過程廢水處理與利用［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2008．
［3］趙玲，吳梅．混凝澄清在焦化廢水處理中的應用［J］．冶金動力，2003，Vol．29(3)．
［4］劉小瀾，王繼徽，黃穩(wěn)水，劉大鵬，蔣謙．化學沉淀法去除焦化廢水中的氨氮［J］．化工環(huán)保，2004，Vol．24(1)．
［5］左晨燕，何苗等．Fenton氧化/混凝協(xié)同處理焦化廢水生物出水的研究［J］．環(huán)境科學，2006，Vol．27(11)．
［6］劉紅，劉潘．多相光催化氧化處理焦化廢水的研究［J］．環(huán)境科學與技術(shù)，2006，Vol．29(2)．
［7］朱靜，李天祥，曾祥欽等．納米二氧化鈦光催化氧化焦化廢水的研究［J］．煤炭轉(zhuǎn)化，2005，Vol．28(2)．
［8］王強，李捍東，田禹，等．電化學降解含酚焦化廢水的研究［J］．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2005，Vol．15(3)．
［9］馬平．焦化廢水處理技術(shù)［J］．重慶大學化學與化工學院．2005(10):2－3．
［10］葛文準．焦化廢水生物處理技術(shù)研究［J］．上海環(huán)境科學，1992(4)．
［11］戎照模．焦化廠的廢水處理［J］．化工給水排水設(shè)計，1986(3)．
［12］張銘．含酚工業(yè)廢水處理的探討［J］．環(huán)境保護科學，1999，Vol．2(25)．
［13］春敏．焦化廢水處理技術(shù)及其發(fā)展趨勢［J］．內(nèi)蒙古石油化工．2006．
［14］蔡榮華，高春娟，張家凱，黃西平．冶金廢水資源及其利用［J］．鹽業(yè)與化工，2013，Vol．42(6).
作者:福鑫 周颯 單位:北京中冶設(shè)備研究設(shè)計總院有限公司 陜西宇陽石油科技工程有限公司
