楊馥瑄

（青海物通集團(tuán)，青海 西寧 810003）

焦化廢水處理問題一直是困擾我國冶金工業(yè)發(fā)展的難題。中國90%以上的焦化企業(yè)對焦化廢水處理不合格，無法達(dá)到國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對生態(tài)及人體健康造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。

1 冶金業(yè)焦化廠廢水排放物及處理環(huán)節(jié)

焦炭作為冶金業(yè)尤其是鋼鐵冶煉的必需阿原料，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量焦化廢水，含有高濃度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮，同時(shí)還含有吡啶、聯(lián)苯等多環(huán)芳香化合物，毒性大，處理難度大，一直是鋼鐵行業(yè)廢水處理的難點(diǎn)。

當(dāng)前焦化廢水的工藝有很多種，效果參差不齊，其中應(yīng)用最廣泛的是生化處理技術(shù)。在廢水的處理環(huán)節(jié)上較為傳統(tǒng)，一般采用如圖1 的工藝環(huán)節(jié)處理廢水。

生產(chǎn)廢水經(jīng)過蒸氨環(huán)節(jié)，一部分進(jìn)入除油池，另一部分液化成氨水直接進(jìn)入混凝沉淀池，進(jìn)入除油池的生產(chǎn)廢水流經(jīng)調(diào)節(jié)池、浮選池，再到生化曝光池，然后注入空氣及在污泥沉淀池中沉淀的回流污泥，再進(jìn)一步進(jìn)入到污泥沉淀池中，最后通過混凝沉淀池后外排，而產(chǎn)生的污泥被送到煤場處理。

2 冶金業(yè)焦化廠廢水排放物環(huán)節(jié)的問題分析

2.1 焦化廢水的危害

不處理直接進(jìn)行排放的焦化廢水對環(huán)境的破壞是不可逆的。其中焦化廢水中的酚類物質(zhì)會(huì)使生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生凝固的化學(xué)反應(yīng)，長時(shí)間暴露在其中會(huì)對人體產(chǎn)生中毒反應(yīng)。就難以降解的各種廢物富集可能會(huì)通過食物鏈進(jìn)入人體，從而對人體造成傷害。有機(jī)化學(xué)物質(zhì)直接流入水體會(huì)造成水體的富營養(yǎng)化。

圖1 冶金焦化廢水處理工藝流程圖

2.2 傳統(tǒng)生化處理流程難以降解部分污染源

中國標(biāo)準(zhǔn)中的最高允許排放濃度為：酚0.5mg/L，氰化物0.5mg/L，硫化物1.0mg/L，NH3-N 15mg/L，化學(xué)需氧量100mg/L、生化需氧量(BOD5)30mg/L。苯并(a)芘列為第一類污染物，其最高允許排放濃度為0.03μg/L。普通的生化技術(shù)處理工藝是可以有效去除廢水中的酚、氰等化學(xué)成分，基本上都可以達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，但是對廢水中的其他成分，如NH3-N、COD 等污染源處理指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)，尤其是NH3-N 非常難達(dá)到國家要求。而我國每年的這類污染物多達(dá)數(shù)萬噸不止，如此嚴(yán)重的污染會(huì)對生態(tài)造成嚴(yán)重破壞。

2.3 預(yù)處理環(huán)節(jié)面臨難以量化的技術(shù)難題

為了提高廢水的處理效果，在預(yù)處理過程中會(huì)添加很多化學(xué)試劑，在除油池內(nèi)放入一定量的絮凝劑和助凝劑，用于除去水體中的膠體和部分的懸浮物，同時(shí)，有些化學(xué)藥劑還可以降低厭氧段的COD 負(fù)荷等，混凝劑起作用是需要一定的水溫和酸堿度乃至懸浮物濃度決定的。

因此如何合理量化化學(xué)試劑添加的濃度以及具體評估化學(xué)試劑的效果是的冶金業(yè)焦化廠廢水處理面臨的第一個(gè)技術(shù)難題。

3 冶金業(yè)焦化廠廢水處理解決策略初探

3.1 冶金業(yè)焦化廠廢水處理設(shè)計(jì)的策略要點(diǎn)

在工藝上要采取成熟、可靠的廢水處理工藝，確保出水的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國家的有關(guān)規(guī)定，尤其要NH3-N、COD 等污染物的處理。在處理廢水設(shè)施的規(guī)劃上要對工程的占地面積合理規(guī)劃，充分考慮到通過地形的合理設(shè)計(jì)來提升處理的效率并降低污染的可能性。

在廢水處理設(shè)備的運(yùn)行上應(yīng)充分考慮到具有一定的靈活性和可調(diào)節(jié)性，一方面要適用于水質(zhì)水量的變化，另一方面也要考慮環(huán)境的有害程度充分可控。同時(shí)，需要設(shè)計(jì)事故的應(yīng)急措施如事故應(yīng)急排放管道，供特殊情況使用。在設(shè)計(jì)廢水處理時(shí)，要將廠區(qū)內(nèi)的生活污水也一并考慮在內(nèi)，而生活污水中因?yàn)楦挥刑己土椎仍?，可對焦化廢水的生態(tài)系統(tǒng)起到良好的促進(jìn)作用。

3.2 冶金業(yè)焦化廠廢水處理配套設(shè)施建議

條件允許下可建設(shè)蒸氨塔，通過此設(shè)施來加堿脫除固定氨，既可達(dá)到回收NH3-N 的作用，以此來提升資源的利用效率，同時(shí)，充分對廢水預(yù)處理，以此避免對后續(xù)的生化處理產(chǎn)生不利的影響。

在控制設(shè)備的選擇上要充分考慮廢水處理系統(tǒng)相應(yīng)的配套設(shè)施，如減震、降噪等措施，同時(shí)，需要針對所產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)行妥善濃縮，可考慮降低泥餅的含水率等措施來進(jìn)行裝運(yùn)，更好地減低對環(huán)境的二次污染。

3.3 冶金業(yè)焦化廠廢水處理工藝建議

焦化廢水的深度處理技術(shù)主要包括：混凝沉淀法、吸附法、A/O 及A2/O 生化處理、高級(jí)氧化技術(shù)以及反滲透技術(shù)。本文著重介紹三種目前國內(nèi)外主流的處理工藝：A/O及A2/O 生化處理法、高級(jí)氧化技術(shù)和反滲透法。

生化處理法，即A/O 及A2/O 工藝在國內(nèi)外的各種污水處理中被應(yīng)用得最為廣泛的一種處理工藝，技術(shù)相對其他方法更為成熟經(jīng)驗(yàn)豐富。目前絕大多數(shù)國內(nèi)冶金業(yè)的焦化廢水的處理也普遍采用此工藝。厭氧（Anaerobic）工藝是利用厭氧生物得新陳代謝的生化原理降解有機(jī)物的工藝，若僅使用厭氧（Anaerobic）工藝會(huì)面臨厭氧生物降解需要的水力停留時(shí)間較長而產(chǎn)生的COD 去除率不佳的問題。好氧（Oxidation）工藝?yán)玫氖呛醚跎锏男玛惔x作用對有機(jī)物的降解原理。將厭氧（Anaerobic）工藝與好氧（Oxidation）工藝串聯(lián)在一起的工藝流程即為A/O 工藝。同時(shí)近年來流行的A2/O 工藝可以將厭氧-缺氧-好氧組合的污水處理工藝。隨著不斷的完善和發(fā)展，A/O 工藝及A2/O 工藝日益成熟。我國對此方法的使用一般是用于處理后的污水排入封閉性水體或者是緩流水體已經(jīng)引起富營養(yǎng)化的情況下才會(huì)使用。

該工藝的優(yōu)點(diǎn)是污染物去除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，有較好的耐沖擊負(fù)荷，對污泥的污泥沉降性能好，對于厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能。該工藝的缺點(diǎn)也很明顯，能耗較高，費(fèi)用較高。

高級(jí)氧化法分為Fenton 氧化法、臭氧氧化、電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化法。Fenton 氧化法是以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。Fenton 試劑是一種強(qiáng)氧化劑，反應(yīng)中產(chǎn)生的·OH是一種氧化能力很強(qiáng)的自由基，能氧化廢水中有機(jī)物，從而降低廢水的色度和COD 值。光催化氧化法：光催化氧化法是由光能引起電子和空隙之間的反應(yīng)，產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的電子(空穴對)，這些電子(空穴對)遷移到顆粒表面，便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。光催化氧化法對水中酚類物質(zhì)及其他有機(jī)物都有較高的去除率且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿?。目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。

反滲透技術(shù)法，是利用反滲透原理即利用一種以壓力為推動(dòng)力的膜分離過程的方法。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(zhì)阻止在反滲透膜的另一側(cè)。

4 結(jié)語

本文深入剖析了冶金工業(yè)焦化廢水處理存在的問題，即污染物難以降解和量化、有些地區(qū)面臨著歷史遺留問題等，并在此基礎(chǔ)上從明確各類廢水處理規(guī)范、冶金業(yè)焦化廠廢水處理設(shè)計(jì)需要遵循的要點(diǎn)、配套設(shè)施建議、處理工藝建議等方面提出一整套的解決方案。

在處理工藝上著重介紹三種目前國內(nèi)外主流的處理工藝：A/O 及A2/O 生化處理法、高級(jí)氧化技術(shù)和反滲透法。而具體采取哪一種或者哪幾種方法，需要企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況加以篩選和利用，綜合每種方法的長處，科學(xué)地將焦化廢水處理達(dá)標(biāo)。