李變云，武麗琴

(呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 呂梁 032300)

引 言

現(xiàn)階段，人類面臨的主要問題是水資源的緊張。所以針對于水相關(guān)的問題，焦化企業(yè)必須引起高度重視并妥善處理，首先，在企業(yè)運營過程中應(yīng)不斷供應(yīng)新水，以展開鍋爐補水和冷卻循環(huán)。另一方面還需做高濃度焦化廢水處理，以處理污染的水，進而使環(huán)境得到有效保護，確?？沙掷m(xù)發(fā)展的成功實現(xiàn)[1]。而上述問題均可通過污水深度處理技術(shù)實現(xiàn)，最終讓水資源得到節(jié)約，促進水使用效率的提升。

1 焦化廢水處理概述

焦化廢水是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷挠袡C廢水，濃度較高，往往存在于精制化工產(chǎn)品、煤高溫干餾、煤氣凈化環(huán)節(jié)中。其成分較多，由吡啶、酚、喹啉、吲哚、氨氮、氰化物等污染物和物質(zhì)構(gòu)成，色度較高。在處理焦化廢水之前，COD質(zhì)量濃度、氨氮質(zhì)量濃度分別為3 000 mg/L～5 000 mg/L、300 mg/L～500 mg/L，由此可以發(fā)現(xiàn)，焦化廢水屬于工業(yè)廢水的一種，其有毒，容易引發(fā)嚴(yán)重污染，同時難以降解。我國當(dāng)前諸多企業(yè)主要運用浮選除油、重力除油、后混凝處理、污水調(diào)節(jié)、生物脫氮處理五種工藝，基本上可以做到排放和標(biāo)準(zhǔn)相符。但排放的焦化廢水還是會影響環(huán)境，于是諸多企業(yè)便開始嘗試通過深度處理技術(shù)處理外排的廢水后，將其回用于生產(chǎn)，從而做到不外排焦化廢水(如圖1 )。

圖1 焦化廢水處理與回用工藝流程圖

2 焦化廢水深度處理技術(shù)

2.1 混凝沉淀法

此法的基本原理為將特定的混凝劑加入到廢水中，受混凝劑電解質(zhì)性質(zhì)的影響，就會有膠團形成于水中，進而和廢水中物質(zhì)發(fā)生電中和，致絮凝體出現(xiàn)，最終將污染物去除。如采用混凝沉淀法，能有效去除可以和水相溶的有色物質(zhì)、不溶于水的膠體、微小懸浮物和一些有機物，針對混凝效果而言，渾濁度、pH值、水溫、水力是主要影響因素，且混凝劑的選擇直接關(guān)乎到混凝沉淀法使用效果?；炷に嚥粌H操作起來非常簡單，無需較高的處理費用，且具有良好效果和很強的適應(yīng)性，另外，還可改善原水的感官指標(biāo)(濁度、色度等)，去除多種有毒有害污染物。

2.2 膜分離法

膜分離法，主要是利用選擇性透過膜這一典型分離介質(zhì)，在兩邊不斷增加壓力差、濃度差或電位差，促使廢水中污染物、雜質(zhì)被選擇性透過膜予以清除，進而起到凈化水質(zhì)效果。此法優(yōu)勢眾多，包括低能耗、高效率、強適應(yīng)性以及操作簡便等，作為一種新型污水處理技術(shù)，其不僅發(fā)展迅速，且發(fā)展空間也非常大，具有很強的實用性。

現(xiàn)階段，膜分離技術(shù)種類較多，納濾、微濾、反滲透、超濾是比較常見的幾種類型。目前，超濾-反滲透的雙膜法廣泛運用于焦化廢水深度處理中，經(jīng)過超濾-反滲透處理后，水質(zhì)可符合工業(yè)循環(huán)冷卻水要求，及時補給鍋爐，進而提高生產(chǎn)效率。

2.3 生物處理法

當(dāng)前，焦化廢水深度處理中，作為生物處理法的膜生物反應(yīng)器(MBR)和曝氣生物濾池(BAF)運用最為常見[2]。

在兩種生物處理法中，當(dāng)前運用得最多的當(dāng)屬曝氣生物濾池(BAF)，其功能多樣，主要有生物吸附、過濾和生物氧化，同時砂濾池、曝氣池、二沉池還能將有機污染物以及磷、氮等有效消除。同時，曝氣生物濾池具有負(fù)荷大、沖擊性強、能耗低、出水水質(zhì)優(yōu)等顯著優(yōu)勢。

后者采取高效能廢水處理工藝，在處理過程中巧妙地運用膜分離技術(shù)，取得了顯著的成效，可廣泛運用于中水回用、污水處理中。膜生物反應(yīng)器優(yōu)勢表現(xiàn)為設(shè)備小巧、占地面積不大、具有自動化控制系統(tǒng)，可降低成本投入。

2.4 高級氧化法

高級氧化法就是以化學(xué)或物理化學(xué)的形式對水中的有機污染物進行氧化，使之成為無機物，又或是把其轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物，未有較大的毒性，且降解起來也很方便，其本質(zhì)為產(chǎn)生如羥基自由基等具有較高活性的自由基，憑借其強氧化性徹底、有效清除廢水中污染物。目前，針對焦化廢水深度處理而言，臭氧氧化法、光催化氧化法、Fenton氧化法、超聲波氧化法、電化學(xué)氧化法是普遍使用的方法。高級氧化法可在很短時間內(nèi)做出反應(yīng)，不會引發(fā)二次污染，且操作和管理均十分方便[3]。Fenton氧化法在酸性環(huán)境中，H2O2同F(xiàn)e2+之間產(chǎn)生強烈的自由基鏈反應(yīng)，可產(chǎn)生大量的·OH，進而有效吸收有機污染物。同時，處理廢水時還會產(chǎn)生氧化與混凝作用，有效降低廢水中CODcr含量。臭氧氧化法，利用臭氧自身所具備的強氧化性特征，有效吸收廢水中有機污染物。在水中，臭氧能夠分解生成·OH，而其具有非?？斓难趸俾?，且未有選擇性，基本上廢水中每一種類型的有機物均可與之發(fā)生氧化反應(yīng)。美國一家煉焦廠采用臭氧氧化技術(shù)處理焦化廢水，統(tǒng)計結(jié)果表明，廢水中酚含量降低了98%。然后，添加銅這一催化劑，氰化物含量降低了99.5%。

3 焦化廢水深度處理技術(shù)的研究方向

目前，針對焦化廢水的處理，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)大多數(shù)采用生化法，并選取相對應(yīng)的深度處理進行進行配合。但是，全球環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷優(yōu)化與嚴(yán)格，焦化廢水深度處理技術(shù)也得以有效發(fā)展及廣泛運用，研究的重點主要表現(xiàn)為以下幾點：1) 目前，吸附法和混凝沉淀法是焦化廢水深度處理常見技術(shù)，接下來應(yīng)重點研發(fā)高效率、選擇性高、不會誘發(fā)第二次污染的吸附劑與混凝劑，有效控制成本投入，優(yōu)化處理效果。2) MBR法和膜分離法具有顯著的優(yōu)勢，并逐漸運用于焦化廢水深度處理環(huán)節(jié)中。接下來，我們應(yīng)積極研發(fā)成本投入低的過濾膜。3) 高級氧化法不僅能夠快速處理，盡快氧化，且還不會造成二次污染，雖然現(xiàn)階段大部分高級氧化技術(shù)尚未得到應(yīng)用，還存在一些問題，但其在焦化廢水深度處理領(lǐng)域的應(yīng)用前景還是非常廣闊的。應(yīng)推動高級氧化法廣泛運用于工業(yè)行業(yè)中，并研發(fā)出穩(wěn)定性強、高效率、成本投入低、催化活性強的氧化劑與催化劑。4) 多種焦化廢水深度處理技術(shù)的聯(lián)合工藝是焦化廢水深度處理重點研究方向。雖然現(xiàn)在有很多種焦化廢水深度處理技術(shù)，但單一方法處理效果無法讓要求得到滿足，且各方法還有高處理成本的問題存在，所以在具體應(yīng)用時需聯(lián)合部分技術(shù)，以起到取長補短的作用(如圖2)。

圖2 (磁)混凝/過濾+臭氧催化氧化+超濾+反滲透深度處理組合工藝

4 結(jié)語

鑒于焦化廢水具有復(fù)雜的水質(zhì)，因而若采取單一深度處理方法，往往無法讓廢水的達標(biāo)排放實現(xiàn)。所以，需將特定項目水質(zhì)情況結(jié)合起來，對合適的處理工藝組合予以選擇，以起到相輔相成的效果。