焦化废水传统处理技术浅析

焦化废水传统处理技术浅析

蔡迪

抚顺石化石油二厂焦化车间

摘要：炼焦化学工业焦化废水是一种典型的难降解有机工业废水，具有水质水量变化大、水质成分复杂、有机物特别是难降解有机物含量高、氨氮浓度高、毒性大等特点，若未经处理或处理不达标排放，则会对水体和土壤环境造成严重污染，甚至威胁人体健康。于2012年10月1日起实施的GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》不仅对化学需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物等指标提出了更为严格的要求，而且新增了总氮、总磷、硫化物、苯、多环芳烃、苯并(a)芘等指标限值，并首次规定了单位产品基准排水量(现有和新建企业为0.4m3/t焦，执行特别排放限值区域的企业为0.3m3/t焦)。《中华人民共和国环境保护税法》规定对超标、超总量排放污染物的企业，加倍征收环保税。因此，对焦化废水进行达标回用处理是当前焦化企业的迫切需求。

关键词：焦化废水；处理技术；浅析；

引言

在煤制焦炭、煤气净化与化工产品精制过程中通常会形成一种不容易降解的废水，即焦化废水。长期以来它都是一种处理难度系数较大的工业废水。伴随中国冶金工业的迅猛发展，焦炭产能也逐年增加，所形成的焦化废水量也明显增多，其废水治理问题也受到高度关注。另外“，十二五”规定中明确要求，单位工业增加值用水量应减少30%，以缓解日益严峻的水资源不足问题。基于此，寻找更高效、经济划算的焦化废水治理技术成为当前工业废水治理领域的一项重要任务。

1焦化废水来源及特性

焦化废水是炼焦煤在高温干馏、煤气净化、化产品回收和精制过程中产生的含有挥发酚、多环芳烃及杂环化合物典型的有毒有害且难生化降解的有机工业废水，其来源主要包括3部分:1)原煤高温干馏裂解和荒煤气冷却过程中产生的剩余氨水，占总废水量的50%～70%，且污染组分最为复杂，因此保证蒸氨系统的稳定运行，是实现焦化废水处理系统稳定达标的基础;2)煤气净化过程中产生煤气终冷水、粗苯分离水、煤气管网水封水等，约占总废水量的25%，污染物浓度相对较低;3)焦油、粗苯等化产品回收和精制过程中工艺介质的分离水和其他废水(包括浊环系统排污水、槽车清洗水、地面冲洗水等)，此部分废水量较小，污染物浓度较低。

2焦化废水处理技术现状

焦化废水是指煤在高温干馏、煤气净化、副产品回收和精制过程中产生的综合废水，按照来源划分可分为蒸氨废水、粗苯酚分离废水、焦油提炼分离废水、煤气水封排水等，具有成分复杂、难降解、毒性大等特点。目前每年排放总量约5亿立方米，约占全国工业总废水量的2%。目前国家执行的标准中对COD、苯并芘、多环芳烃等几类毒性物质采取了非常严格的限制。为实现焦化废水的有效处理和综合利用，越来越多的焦化废水处理技术已经被研究和推广，现阶段采用“生物处理+深度处理”工艺处理焦化废水，可满足大部分工艺需求。

3焦化废水处理技术

3.1预处理

焦化废水预处理的主要目的是去除废水中的油类，为后续生化处理单元生物脱氮提供良好的环境。焦化废水预处理包括重力除油、气浮除油和水质水量调节，可根据来水水质及生化处理工艺的需要，选择采用隔油池、气浮池、水量调节池、水质均和池等构筑物，除油效率可达到30%～80%。有研究表明，预处理单元在运行过程中对DO和COD去除效果的控制非常重要，DO过低，废水中酚、氰等去除效果不好，将直接抑制生物脱氮的效果;DO过高，则COD降解率会大大提高，造成后段生物脱氮的碳源严重不足，致使反硝化效率不高，影响总氮的脱除。工程运行中，可通过预曝气手段来调节废水中的DO浓度。另外，根据《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(环大气〔2019〕35号)的要求，酚氰废水预处理设施(调节池、气浮池、隔油池)应加盖并配备废气收集处理设施。

3.2吸附法

该处理技术是通过吸附原理将废水中的一些溶质吸附掉，从而达到净化废水的目的。一般选用的是多孔性吸附剂，常见的有活性炭、硅藻土、粉煤灰、矿渣、磺化煤。不过，此种治理技术费用偏高，吸附剂非再生，不适合处理浓度高的废水，因此，多用于废水的深度处理。有研究专门对焦化废水深度治理技术进行分析，在生物脱酚处理后向二沉池中添加相关絮凝剂，同时，增加焦炭、活性炭吸附塔等设施，结果显示，CODcr去除率在80%～90%左右。

3.3臭氧法

臭氧最初是应用于饮用水处理工艺中“氯”的取代工作，主要针对水中氧化溶解的铁、锰离子、氧化硫化物、亚硝酸盐、氰化物等，起到预处理的作用。在焦化废水处理中，臭氧主要用于消除惰性COD、脱色、除臭等，属于传统二级处理之后的主臭氧氧化过程。高剂量的臭氧投加可直接将惰性COD氧化为二氧化碳和水，此方法臭氧的投加量可达到2~5g/gCOD，应用成本较高；还可以在0.7~1.5g/gCOD的投加量下降COD先转化为BOD，再通过其他工艺去除BOD。采用低剂量处理技术可与生物处理结合使用。随着国家对于消除废水中污染物新法规限制的日趋严格和水中污染物分子结构日趋复杂，许多高级氧化工艺也随之出现，臭氧可以与双氧水、紫外光、次氯酸钠、Fe2+等两两结合，形成新的高效处理工艺。高级氧化可以对很多种类污染物进行全面氧化，具有反应快、接触时间短、占地面积小等优点，但也受到很多副产物(如溴酸盐、碳酸根、磷酸根等)的影响，相比于单独臭氧氧化方法，需对目标水质投加剂量、种类进行严密的试验。

3.4SBR技术

序列间歇式活性污泥法就是常见的SBR技术，本质上属于活性污泥污水处理工艺，采用的是间歇曝气原理。区别于传统污水处理技术，该技术通过时间分割的操作方式取代了空间分割的操作方式，用非稳定生化反应取代了稳态生化反应，用静置理想沉淀取代了动态沉淀方式。SBR反应池属于此技术的关键所在，融合了均化、初沉、生物降解、二沉等作用，因此，无需设置污泥回流系统。可见，SBR技术的优点在于费用便宜、处理流程简单、操作与维护简单，脱氮除磷效果明显。特别适合水资源匮乏的区域，无需增加设施，在完成生物处理后可开展物化处理，实现对水的有效回收利用。

3.5回用处理

随着环保要求的不断提高，对焦化废水进行深度处理并资源化利用已成为必然。国内不少焦化企业采用“多介质过滤器+超滤+反渗透”或“多介质过滤器+超滤+纳滤+反渗透”的膜组合工艺对深度处理出水进一步处理，膜产水作为循环水系统补充水回用于生产系统，膜浓水再经蒸馏浓缩处理，产水回用，浓水去分盐蒸发结晶，可实现废水零排放，但运行成本相对较高。

结束语

综上所述，焦化废水所含有机物毒性、可降解性和物化性质千差万别，污染物浓度对不同处理技术成本的影响也是不同的，采用单项或多项方法联合的方式去除难降解焦化废水是可行的，处理思路应更注重预处理、生物降解、深度处理等全过程的优化，随着国家对焦化废水出水水质提出更高的要求，采用两种或多种强化联用的技术，将会成为焦化废水处理的发展方向。

参考文献

[1]崔艳芳,刘怡,崔玉玮,王琪,李建萍.焦化废水特性及其处理工艺技术路线探讨[C]//.中国环境科学学会2022年科学技术年会——环境工程技术创新与应用分会场论文集（一）.,2022:48-50+147.

[2]刘芳勇,李建康.焦化废水传统处理技术浅析[J].广东化工,2022,49(12):117-118+83.

[3]刘成红,李凯,叶德强,吴倩.焦化废水零排放实践[J].工业安全与环保,2022,48(04):100-102.

[4]徐卫东.焦化废水生化出水深度处理技术研究[D].兰州交通大学,2021.