焦化廢水深度處理及回用技術探討

引言：對我國當前焦化廢水深度處理技術的研究應用情況以及回用現狀進行了介紹，分析了焦化廢水回用中存在的問題，并提出了改進方案。

一、前言

焦化廢水是在煤高溫干餾、煤氣凈化和化工產品精制過程中產生的廢水，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業有機廢水。我國《焦化行業準入條件》中明確規定：酚氰廢水處理合格后要循環使用，不得外排。本文就多年工作實踐對焦化廢水回用技術提出改進建議及方案。

二、焦化廢水深度處理技術研究及應用現狀

近年來，我國將傳統的水處理技術針對焦化廢水進行了適應性改造及組合，最大限度地發揮了生化、高級氧化等技術的效能，取得了一定成績。目前， 對焦化廢水的深度處理技術主要包括：混凝沉淀法、吸附法、高級氧化技術以及反滲透技術。

混凝沉淀法：采用聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等混凝劑對焦化廢水進行處理，可使廢水出水COD 降至40～70mg/L。

吸附法：利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質，使廢水得到凈化。通常采用的吸附劑有粉煤灰、熄焦粉、活性炭、樹脂等。

高級氧化法：（1）Fenton氧化法——Fenton試劑法是以過氧化氫為氧化劑、以亞鐵鹽為催化劑的均相催化氧化法。（2）臭氧氧化——臭氧是一種強氧化劑，能與廢水中大多數有機物，微生物迅速反應，可除去廢水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同時還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。但這一做法在工業廢水處理中應用較少。（3）電化學氧化技術——電化學氧化處理技術的基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質使污染物發生氧化還原轉變。該方法仍處于探索階段。（4）光催化氧化法——光催化氧化法對水中酚類物質及其他有機物都有較高的去除率，且能耗低，有著很大的發展潛力。目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。

反滲透技術：反滲透是一種以壓力為推動力的膜分離過程。用水泵給含鹽水溶液或廢水施加壓力， 以克服自然滲透壓及膜的阻力， 使水透過反滲透膜， 將水中溶解鹽和污染雜質阻止在反滲透膜的另一側。該技術在工業廢水處理中使用亦不廣泛。

三、焦化廢水回用中存在的問題及改進建議

國內焦化廠對焦化廢水的回用進行了很多嘗試，主要回用方式包括濕熄焦、高爐沖渣、煤場抑塵用水、燒結混料用水，也有廠家用反滲透技術將焦化廢水處理后回用作為工業給水。

（一）一級達標廢水的回用

1.二次污染。采用濕法熄焦的焦化廠將生化處理后的廢水用于熄焦處理，由于國內焦化廠生化處理后出水的COD、氨氮含量仍然較高，回用于濕熄焦、高爐沖渣時必然會使廢水中的氨氮及部分有機物散發到空氣中，感官刺激強烈，形成較大的二次污染；一些鋼廠對焦化廢水引入燒結混料工段也做了一些嘗試，污染物在之后的高溫加工工段可以得到部分炭化分解，減少了二次污染。正常情況下，焦化廠的二級生化處理通常可將氨氮濃度控制在10～20mg/L，但COD通常在200～400mg/L，通過投加聚合硫酸鐵、Fenton試劑可將COD控制在100mg/L以下，投加藥劑的主要缺點是使廢水中的無機物增多，對腐蝕控制不利。建議將投藥與吸附法聯合使用，以降低水質的二次污染。

2.設備及管道腐蝕。焦化廢水具有較強的腐蝕性。廢水中的氯離子、氟化物、氨氮以及硫酸根離子濃度較高，對金屬腐蝕性較強。因此，焦化廢水的腐蝕問題必須得到妥善解決。當作為燒結混料添加水時，投加緩蝕阻垢劑并不經濟，因此可以采用混合部分其它循環水系統排污水（含緩蝕阻垢劑）的方式降低其腐蝕性。

（二）工業給水回用

單純生產焦炭的企業沒有聯合型鋼企所具有的消納途徑，因此很多焦化廠不得不采用反滲透技術將焦化廢水進行濃縮，產品水水質較好，可以直接作為工業循環冷卻水的補水，產生的濃水則作為抑塵水或伴煤燃燒。

調研中發現，多數焦化廠的反滲透系統不能正常運轉，究其原因在于預處理系統的不可靠，膜系統運行不穩定，基本都處于停頓狀態，同時濃水的去向也存在很大疑問。

膜廠家針對工業廢水開發了耐污染的反滲透膜，但是在實際工程中為保障膜系統安全，通常還是將進入反滲透系統的廢水COD濃度控制在20～50mg/L，而以上兩種方案進入反滲透系統的COD均在250mg/L左右，因此，膜系統穩定運行的關鍵是預處理的穩定有效。

絮凝沉淀、Fenton試劑等方法會在廢水中引入大量鐵離子及硫酸根離子，從而加重膜系統污染及結垢，因此不宜大量使用，但完全采用高級氧化的投資及成本太高，因此建議先使用混凝沉淀等方法將廢水COD控制在 100～150mg/L，然后再使用高級氧化技術（臭氧氧化、電化學氧化、濕式催化氧化）以及活性炭吸附的方法對進入膜系統的廢水進行深度處理。

根據前面的介紹，電化學氧化、催化氧化技術的工業化應用較少，基本都停留在試驗研究階段。大型臭氧設備在自來水廠作為消毒技術的應用較多，作為氧化技術在工程上的應用則較少，但是與其它高級氧化技術相比，設備相對成熟，國產化程度也較高，因此工程化的優勢相對較大。

（三）回用為雜用水

大型鋼企通常有雜用水處理及供應系統，因此可以將焦化廢水深度處理到一定程度后與生產、生活回用水混合使用，主要依靠稀釋的方式使焦化廢水的COD、總溶固等指標達到雜用水水質標準，這需要從全廠的水量平衡角度綜合考慮，并對雜用水使用過程中二次污染的情況進行研究及評估。

四、結語

針對焦化廢水深度處理及回用技術的研究較多，但工程應用較少，主要難度在深度處理技術工業化的不成熟以及投資、運行費用較高。因此，一方面應加大高級氧化技術的工業化進度，另一方面，應在鋼廠內尋找消納源，實現焦化廢水的分散式消納，從而大大降低深度處理的規模，這需要水處理技術工作者結合鋼企生產人員自下而上進行系統分析和研究。

參考文獻

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（作者單位：山西焦化股份有限公司焦化廠）