焦化廢水處理技術進展與發展方向

米玉輝， 孫慧霞

(1.山西晉環科源環境資源科技有限公司，山西 太原 030024；2.山西諾凱誠達環境科技有限公司，山西 太原 030024)

引 言

焦化廢水污染濃度比較高，處理難度較高，經過預處理-生化處理-深度處理的三級工藝處理過程后能夠的得到最大程度的凈化，減少對外界環境的污染。隨著循環經濟理念的不斷深入，如何進一步提高資源回收利用率、提高焦化廢水處理能力與效率、降低能耗與運營成本也成為當前焦化廢水處理過程中的重要發展方向。

1 焦化廢水概述

焦化廢水中的有毒、有害、難以降解的物質眾多，其中蒸氨廢水和精制廢水中含有大量的酚類、苯系物、多環芳烴、氰化物等眾多難以降解的物質，其中酚類物質是一種較為典型的生物抑制性污染物，其中的鹵代酚具有致癌、致畸、致突變的“三致”作用；苯并(α)芘、苯并(α)蒽接觸人體皮膚即可導致中毒；氰化物還會引起急性中毒，將其排放到河流江海中還會在短時間內引起水生生物的死亡。總之，焦化廢水中含有大量毒性強、危害大的成分，污染效果強，治理難度也較大，必須要通過有效的技術手段對其進行處理。

2 焦化廢水處理技術進展

2.1 預處理

預處理包括除酚、脫氰、蒸氨、除油等環節，經過這一過程后能夠降低生化處理過程中的污染負荷并提高廢水的生化性。在于處理中經常使用的技術手段為臭氧氧化預處理，經過試驗發現經過處理的焦化廢水B/C值由原水的0.068提高到0.281，由此也證明廢水的可生化性得到了有效的提高[1]。

2.2 生化處理

一般使用活性污泥進行生化處理，其具有處理效率高、操作簡單、處理成本低等特點，也是當前生物處理工藝中較為核心的技術。除此以外，采用外加碳源、投加載體等方法也能夠提高生化處理效果，通過對比以海綿鐵+聚氨酯泡沫復合載體與單獨以聚氨酯泡沫為載體的SBR反應器處理對焦化廢水的處理效果可以發現，相比于只投加聚氨酯泡沫的反應器，投加海綿鐵的反應器對COD與NH3-N的去除效果、強化作用更好，主要是因為所投入的海綿鐵能夠為微生物生長提供必要的營養元素，并改善污泥性能，使得焦化廢水中的有機物可以更好的絮凝沉淀。

2.3 深度處理

2.3.1 混凝沉淀法

混凝沉淀法在使用過程中會通過吸附、架橋與網捕等作用來起到去除有機物、氮磷等溶解性無機物、總氰化物、總懸浮物的作用，目前較常使用的混凝劑有聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等，隨著新技術的應用，高效的新型復合型混凝劑也處在研發過程中，比如新型鐵鹽混凝劑就可以使得出水COD、色度均達到國家排放標準[2]。

2.3.2 吸附法

吸附法主要是利用多孔吸附劑的吸附作用來去除廢水中的氨氮、氰化物及環境危害大的持久性有機物，常用的吸附劑有活性炭、粉煤灰、膨潤土、硅藻土、沸石等，該方法具有操作簡單、成本低、處理效果好等優點，而且吸附劑的工作壽命長，價格便宜，處理成本較低。

2.3.3 膜生物反應器

膜生物反應器在單獨使用時往往會出現出水不能達標的問題，因此會與其他工藝聯用。比如膜生物反應器與RO膜處理技術的聯合應用以及多級膜處理技術的應用等。

2.3.4 膜分離

膜分離是焦化廢水深度處理中比較常用的一種方法，一般是使用超濾(UF)-反滲透(RO)雙膜法，其中UF可以有效的去除廢水中的懸浮物、膠體和一些大分子有機物，RO則可以去除水中的無機鹽，經過膜分離處理過的廢水可以用做循環冷卻水[3]。

2.3.5 高級氧化法

2.3.5.1 超聲氧化法

超聲氧化法具有反應條件溫和、高效無公害、降解速率快等優點，但是也存在著處理能力低、前期投入及運營成本高等缺點。目前常用的有直接微波輻射、微波誘導催化氧化、微波輔助高級氧化等幾種技術，其中微波誘導催化氧化、微波輔助高級氧化的應用比較常見，將其與活性炭吸附處理技術聯合使用可以使出水更加符合國家排放標準。

2.3.5.2 超臨界水氧化

超臨界水氧化需要在水處于超臨界狀態的情況下實施，這時候氧化劑和溶解于超臨界水中的有機物之間不存在相界面，因此廢水中的有機物會在超臨界水氧化技術下迅速發生徹底的氧化反應，之后反應生成CO2、H2O等小分子物質。在當前的焦化廢水處理時間中，一般該技術常常應用于一些高濃度的廢水處理中，但是使用該過程中還面臨著系統穩定性、設備腐蝕嚴重等問題需要進一步進行研究。

2.3.5.3 焦化廢水零排放實踐

某化煤化工公司的焦化廢水處理過程進行了升級改造，即在物理處理+生化處理+混凝沉淀的基礎上進行了高級氧化+脫鹽+超濾+反滲透的深度處理改造，經過改造后的焦化廢水處理效果更好，并且經過檢測后的水質也已經達到了《GB 50050—2007 工業循環冷卻水處理設計規范》的再生水指標，因此可以將其回用于循環冷卻水系統和生化系統，大大節省了純凈水資源，因而該廠的整套系統具有顯著的節水、減排效果。

3 焦化廢水處理的發展方向

以預處理—生化處理—深度處理為主要工藝的三級處理技術雖然能夠有效的進行焦化廢水的處理，但是其在使用過程中還存在以下幾方面的問題。

一是生態環境受到不同程度的影響，主要是因為混凝沉降工藝在應用中會用到大量的藥劑、殘留金屬離子來輔助反應，但是其會在水中造成殘留，導致所處理的水體受到二次污染，除此以外，處理過程中所用到的吸附劑，比如粉末活性炭等，其無法回收再利用，不僅會造成殘留，成本也隨之上升[4]；二是監管難度比較大，由于單純的處理工藝很難達到排放要求，再加上各地排放標準不一，因此監管難度比較大；三是存在高能耗換取高水質的問題，廢水處理廠前期建設投入巨大和后期運營能耗成本高，因此焦化企業的廢水處理都面臨著高額的處理成本，從而影響了企業發展和環保政策的有效實施；四是資源稅收率比較低，比如好氧處理工藝的應用就會造成大量的資源浪費，且極易出現二次污染的問題。

基于對上述問題的分析，我國的焦化廢水處理技術的發展方向將傾向于以下幾個方面。一是高級氧化、膜分離等深度處理技術將成為未來焦化廢水處理的主要工藝，就高級氧化工藝來說，其在催化劑選擇與制備、可見光催化等方向的研究不段深入，應用效果也逐漸加強；二是進一步提高資源回收利用率、廢水處理能力與效率，同時還需要降低能耗與運營成本，而且當前的環保政策越來越嚴格，綠色發展理念與環保理念也逐漸深入人心，焦化廢水處理效果也受到社會各級的關注，因此其資源回收利用率的提高勢在必行，而進一步降低其能耗以及運營成本也可以節省廢水處理的成本；三是可以實現多種處理技術的優化耦合，按照焦化廢水的成分組成合理選擇處理工藝，加強新工藝與傳統工藝的結合使用等。

4 結語

綜上所述，焦化廢水的有毒、有害物質含量較多，處理難度也比較高，通過采用上述三級處理工藝的處理效果較好，但是實際應用中也存在諸多問題，而且單一的處理工藝效果較差，因此要積極研發多種處理工藝的結合使用，從而進一步提高處理工藝。