焦化废水物化处理方法综述

Posted 2023-01-14 物化

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焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。目前处理焦化废水的技术主要有物化法、生化法以及物化-生化法等三大类。

1 引言

焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。其组成复杂，含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。因此焦化废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。

目前处理焦化废水的技术主要有物化法、生化法以及物化-生化法等三大类。其中物化法简单易行，在焦化废水的处理中得到广泛应用。

2 焦化废水物化处理技术

2.1 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。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。这种方法处理成本高，吸附剂再生困难，不利于处理高浓度的废水。

夏海萍、柯家骏研究了膨润土粘土矿对焦化废水中氨氮的吸附作用，研究表明天然膨润土能够有效地吸附焦化废水中的氨氮；颗粒膨润土的吸附效果优于粉状膨润土。

吴声彪、肖波、史晓燕等研究比较了粉末活性炭和柱状活性炭对焦化废水COD的去除效率，结果表明，粉末活性炭对COD的去除率可高达98.5%；同时，粉末活性炭的颗粒有一个最佳尺寸范围，粒径为0.09mm的粉末活性炭对焦化废水COD的去除率最高。

粉煤灰处理废水是近几年粉煤灰综合利用研究的热点之一。粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸盐。用粉煤灰作为吸附剂深度处理焦化废水时，脱色效果好，对COD、挥发酚、油等的去除效果好，费用低。

刘心中，姚德，董凤芝，杨新春对粉煤灰处理废水的机理得到了初步认识，其作用基本上以吸附为主，包括物理吸附和化学吸附，吸附规律符合Freundlich吸附等温式。

张昌鸣、李爱英等在实验室条件下，进行了用粉煤灰作吸附剂净化处理焦化生化出水废水的研究，指出，当粉煤灰添加量为1.5g/100mL和浸渍时间为20～25min的条件下，处理后的废水除氨氮外，其他各项指标均可达到外排标准。

2. 2 化学沉淀法

刘小澜，王继徽，黄稳水等采用化学沉淀剂MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O(或MgHPO4·3H2O) 对焦化剩余氨水进行预处理，取得了较好的效果，废水中氨氮的去除率高达99%以上。沉淀剂与焦化废水中的NH4+反应，生成磷酸铵镁沉淀。在PH为8.5～9.5的条件下，投加的药剂Mg2+∶NH4+∶PO43- (摩尔比)为1 4∶1∶0.8时，废水氨氮的去除率达99%以上，出水氨氮的质量浓度由2000mg/L降至15mg/L。达到国家排放标准。

2. 3 混凝沉淀法

混凝法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体，中和废水中某些物质表面所带的电荷，使这些带电物质发生凝集。混凝法的关键在于混凝剂，目前国内焦化厂家一般采用聚合硫酸铁（PFS），助凝剂为聚丙烯酰胺（PDM）。赵玲，吴梅研究了混凝澄清法在焦化废水处理中的应用，生产实践证明，采用混凝澄清法对焦化生化后废水进行深度处理，聚合硫酸铁（PFS）的投加量在20～30mg/L，聚丙烯酰胺的投加量在0.25～0.13 mg/L，能够去除45%的COD、37%的氰化物，达到较好效果。有焦化废水需要处理的单位，也可以到中国污水处理工程网的污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

上海焦化总厂选用厌氧-好氧生物脱氮结合聚铁絮凝机械加速澄清法对焦化废水进行综合治理，使出水中COD<158mg/L ， NH3-N<15ｇ/L。卢建杭等人开发了一种专用混凝剂M180，该药剂可有效去除焦化废水中的CODcr、色度、F和总CN--等污染物，使废水出水指标达到国家排放标准。

近年来，新型复合混凝剂在焦化废水的处理中的应用得到广泛的研究。郭金华、田作林、冯天伟等用硫铁矿烧渣经过酸浸、聚合等工序而制备成的一种化学性质稳定、易溶于水的碱式氯化硫酸铁的聚合物，同时含有一定量的铝、钙、镁、锌等高价离子，介绍了新型复合混凝剂的混凝机理及处理焦化废水工艺，通过实验室小试及工业扩大实验，确定了药剂的最佳投入量及最佳PH值，以达到最佳的净水效果。

2.4 Fenton试剂法

Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，由于其能产生氧化能力很强的·OH自由基，在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时，具有反应迅速，温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点。因此，近30年来越来越受到国内外环保工作者的广泛重视。

刘红，周志辉采用Fenton试剂氧化联合聚硅硫酸铝混凝沉降的方法，对气浮一隔油后的焦化废水进行了试验研究，获得了良好的效果，为该工艺实际处理焦化废水提供了科学依据。试验证明，在最佳处理条件下，废水的COD值可由1173.0mg/L降至38.2mg/L，符合国家一级排放标准，COD去除率达到96.7%。

3 结语

深入研究焦化废水的先进处理技术，既是当前经济建设面临的现实问题，也是将来进行技术攻关的重点，只有不断提高现有处理技术的处理能力、增强新技术的经济技术可行性，将各种方法有机地结合起来，取长补短才能找到治理焦化废水的最佳方法。其中化学氧化法具有去除率高，占地面积小、无二次污染的特点，是焦化废水处理的发展趋势。吸附法和混凝法是焦化废水深度处理的可靠方法，应着力进行新型吸附剂和混凝剂的开发。