焦化廢水處理技術分析與展望

韓炳旭

摘要：近年來國內對焦化廢水處理技術進行了較深入研究，并在傳統處理技術上不斷改進取得了較大進步。對幾種應用較為廣泛的焦化廢水處理技術的特點及其實用價值進行了深入對比分析，并對一些新型焦化廢水處理技術的未來發展進行了展望。

關鍵詞：焦化廢水;化學法;物理法;生物法

1.引言

由于焦化廢水對環境污染影響和淡水資源越來越匱乏狀況，《焦化行業準入條件》要求廢水處理合格后循環使用，不得外排。因此，研究焦化廢水深度處理技術具有重要意義。當前，我國研究焦化廢水深度處理工藝較多，但效果參差不齊。焦化廢水處理技術主要有生物法、化學法和物理法。綜述了近年來焦化廢水處理技術，對其特點和應用價值進行了深入分析和對比，并針對當前焦化廢水處理新技術的未來發展進行了展望。

2.焦化廢水處理技術

2.1生物法

通過培養特定的有效微生物來處理焦化廢水的方法稱為焦化廢水生物處理技術。利用特殊手段培養出的微生物可以分解焦化廢水中有機污染物，使污染物轉化為CO2和H2O，是一種有效的廢水處理方式。

2.1.1活性污泥曝氣法

活性污泥法是利用活性污泥中含有的好氧微生物使廢水中的有機污染物轉化為CO2和H2O的一種污水處理工藝。把空氣通入污水后進行曝氣，一段時間后產生黃褐色絮狀沉淀。污泥中的大量好氧微生物與廢水中的污染物充分接觸，最終污染物被代謝生成二氧化碳和水。該工藝操作過程簡單不會產生二次污染，但占地面積較大，且某些有機物會損害微生物，造成出水水質無法達到排放標準。

2.1.2生物流化床技術

生物流化床反應器結構簡單，較傳統的膜處理技術以及活性淤泥法處理效率高。同時存在固、液、氣三相生物流化床，在處理廢水時借助氣、液兩相流體使流化床內的固相載體呈現出流動狀態，使廢水中的污染物與載體顆粒物上的微生物充分接觸而被降解。該技術具有生物膜耐受性高、效率高、占地面積相對較小等優勢，但處理效果受工藝條件影響較大。

2.1.3固定化微生物技術

固定化微生物技術是將游離態的特效菌固定在載體上生長繁殖，使這些菌種在保持活性的前提下重復利用，提高廢水處理效率。雖然處理成本較高，但能顯著提高有效菌濃度和純度，使其持續保持高濃度狀態，處理效率高，處理過程中污泥量少，穩定性強，是值得人們進一步研究和改進的生物處理技術。

2.2 化學法

焦化廢水化學處理技術指通過化學反應來改變焦化廢水中所含污染物的物化性質的方法[1]。主要有芬頓法、煙道氣法、光催化法等。

2.2.1芬頓法

芬頓法主要指用芬頓試劑對焦化廢水進行氧化處理，保證廢水能夠達到出水排放標準的一種化學處理方法。芬頓試劑經過催化分解形成·OH會進攻焦化廢水中的有機物分子，使其分解為CO2和H2O。在現階段的工程運用中，芬頓法主要針對生物難降解物質的進一步處理，并不單獨應用，只作為生化法處理廢水后的補充。具有工藝簡單、成本低等優點，但會產生大量鐵泥，造成二次污染。

2.2.2 煙道氣法

利用煙道氣對已經除去焦油的氨水進行處理，使其氣化生成硫銨，然后對煙塵等進行吸附，最后高溫處理，使污染物分解。用煙道氣法處理焦化廢水時需要先將廢水中的有機固態污染物與水進行分離，分離后的廢水再通過煙道氣汽化處理[2]。值得注意的是，只有當廢水中的氨含量與煙道氣所需要的氨量平衡時才可以通過這種技術對廢水進行處理，處理條件較為苛刻。

2.2.3 光催化法

該技術可將生化處理后廢水中生物難降解的有機污染物和氨氮，甚至包括一些低價毒性金屬氧化物，完全礦化為二氧化碳、氮氣、水和無毒氧化物，反應過程操作簡便，無二次污染。傳統的TiO2系列光催化劑因受紫外光和焦化廢水成分復雜、透光性差的限制，太陽能利用率低，限制了其實際應用。將光催化氧化技術應用于焦化廢水深度處理領域還處于試驗階段。近年來，研究者們發展了光催化-芬頓耦合技術處理焦化廢水，廢水處理效果顯著提高[3]。

2.3物理法

焦化廢水物理處理技術指在廢水處理過程中不改變廢水的理化性質，不添加能與其反應的化學物質，僅通過物理分離的手段來除去廢水中的污染物質。

2.3.1 吸附法

吸附法常用的吸附劑有沸石、粉煤灰、石灰、活性炭顆粒、及高分子聚合材料等。其中活性炭顆粒應用較為廣泛，但活性炭再生過程困難，成本高難以得到大面積應用。粉煤灰因為成本低廉而逐漸受到人們的廣泛關注。吸附法在去除廢水中污染物的同時還能提高水質穩定性。但該法成本高、吸附劑再生困難，易造成二次污染，而且單一的吸附法無法處理高濃度焦化廢水，實際應用中更多的是采用吸附法與其他方法聯用。

2.3.2混凝沉淀法

混凝沉淀法是將混凝劑投入焦化廢水中，使廢水中較難被過濾或沉淀的物質凝集聚合為更大的顆粒，通過沉淀或者其他方法使凝結成的大顆粒與水分離。混凝沉淀法易受膠粒性質、混凝劑的化學性質及水解產物等因素影響。常用的混凝劑有硫酸亞鐵溶液、聚丙烯酰胺、溶解性有機碳、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵等。

2.3.3 膜分離法

常用的膜分離方法包括超濾、納濾、微濾、反滲透、電滲析等。焦化廢水中的大分子有機物主要通過超濾法除去，其余的大部分有機物則需要通過反滲透法。超濾-反滲透和超濾-納濾雙膜法是在處理焦化廢水的實際應用中比較廣泛。膜分離法工藝簡便、耗能低、效率高，還可去除廢水中的病原體，達到對廢水消毒的作用，但該法成本較高，且膜易受污染。

3.前景與展望

綜合考慮經濟成本、技術指標的影響，單一的處理技術難以高效去除焦化廢水污染物。應根據具體情況，采取多種處理技術聯用處理焦化廢水。未來，探索更多的焦化廢水處理聯用技術提高出水水質是焦化行業實現轉型升級的關鍵，也是我國鋼鐵冶金行業實現綠色、可持續發展的必經之路。

參考文獻

[1]張龍，崔兵.焦化廢水處理技術研究[J].中國資源綜合利用，2018，9：36-9.

[2]趙景龍，賈軍，孔海燕.焦化廢水處理方法探究[J].陜西環境，2009，4：25-7.

[3]張鵬飛.光催化與芬頓反應協同降解有機污染物[D]，華北理工大學，唐山，2018.