焦化廢水現(xiàn)狀以及處理技術(shù)介紹
【jpdark.cn南京純水設(shè)備】焦化廢水中有毒難降解物，成分復(fù)雜，可生化性差，被世界公認(rèn)為目前最難治理的工業(yè)廢水。如何提高焦化廢水的可生化性，提高焦化廢水處理系統(tǒng)中微生物的穩(wěn)定性和降解速率是我們研究的重中之重。本文則對(duì)焦化廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀、基礎(chǔ)、以及常見(jiàn)和最新的處理技術(shù)做了相關(guān)介紹。
1、焦化廢水現(xiàn)狀
焦化廢水在煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生，含有大量芳香族、雜環(huán)類等難降解有機(jī)物以及氨氮、氰、硫化物等無(wú)機(jī)污染物，對(duì)水環(huán)境安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。2012年，國(guó)家環(huán)保部頒布了最新的《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13456—1992）中對(duì)焦化廢水的相關(guān)規(guī)定。新標(biāo)準(zhǔn)不但對(duì)廢水中的COD、氨氮、懸浮物、揮發(fā)酚、氰等已有指標(biāo)提出了更為嚴(yán)格的要求，而且增加了總氮、總磷、硫化物等新排放指標(biāo)。南京工業(yè)純水處理設(shè)備雖然目前焦化廢水處理工程已經(jīng)得到落實(shí)，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中還是存在較多問(wèn)題，例如水質(zhì)排放不達(dá)標(biāo)，處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性差，而且廢水排放量比較大。隨著國(guó)家對(duì)焦化廢水的管理日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的“預(yù)處理+生化處理”工藝已經(jīng)相當(dāng)難達(dá)到要求，因此對(duì)焦化廢水的深度處理勢(shì)在必行。
2、焦化廢水深度處理技術(shù)
焦化廢水深度處理技術(shù)方法的能夠達(dá)到處理水達(dá)標(biāo)排放或者水回用方式最佳。目前，焦化廢水深度處理的技術(shù)主要包括：混凝沉淀法、膜分離技術(shù)、吸附法、高級(jí)氧化（Fenton氧化、O3氧化、催化濕式氧化、電催化等）以及生物化學(xué)法。
2.1 絮凝沉淀法
混凝沉淀法作為一種水處理或凈化過(guò)程中常用物化方法，其原理是在廢水中加入一定量的混凝劑，使廢水中難以沉淀或過(guò)濾的污染物通過(guò)物理或化學(xué)作用使其集結(jié)成較大的顆粒，從而達(dá)到分離的目的。目前，常用的無(wú)機(jī)絮凝劑包括聚合硫酸鋁（PFS）、聚合氯化鋁（PAC），常用的有機(jī)絮凝劑為聚丙酰胺（PAM）。目前有一些新的絮凝劑的開(kāi)發(fā)利用，例如研究了不同絮凝劑處理焦化廢水的效果，發(fā)現(xiàn)高鐵酸鈉具有優(yōu)異的脫色、脫除CODCr性能。對(duì)于絮凝法深度處理焦化廢水，絮凝劑不同，脫除效果差別很大。因此，開(kāi)發(fā)低廉高效無(wú)二次污染的絮凝劑是關(guān)鍵。
2.2 膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)的核心是膜，其分離方法主要利用膜的選擇透過(guò)性，驅(qū)動(dòng)力主要包括壓力差、濃度差及電位差。膜分離是微濾、超濾、納濾、反滲透、氣體分離、滲透汽化、滲析和電滲析等一系列膜分離技術(shù)的總稱。膜分離技術(shù)作為一種新型的流體分離單元操作技術(shù)，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比具有能耗低，節(jié)能明顯，無(wú)二次污染，經(jīng)濟(jì)效益高，分離效率高，設(shè)備體積小，占地面積小，維護(hù)工作量少，可靠度高，操作簡(jiǎn)單等方面的優(yōu)點(diǎn)。
近年來(lái)，膜分離技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，并且有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)焦化廢水，目前主要采用（超濾+反滲透）的雙膜法進(jìn)行處理，其反滲透產(chǎn)水達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水回用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于反滲透過(guò)程中只是將污染物質(zhì)濃縮而不是從根本上去除，因此還需要解決反滲透濃縮液的去向問(wèn)題，目前具有一定應(yīng)用局限性。
2.3 吸附法
吸附法是一種利用多孔性吸附劑吸附廢水中污染物質(zhì)，使廢水得到凈化處理的方法。目前常用的吸附劑包括活性炭、沸石、粉煤灰、果殼等。南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備例如比較了沸石和活性炭對(duì)焦化廢水深度處理的效果。研究表明，沸石對(duì)殘余氨氮去除效果好，而活性炭對(duì)于難降解的有機(jī)物具有很好的吸附去除效果。還有針對(duì)生化處理后的焦化廢水采用煤質(zhì)炭、果殼炭和椰殼炭處理，可使出水COD達(dá)到100mg/L以下，煤質(zhì)炭適合用于回用工藝，并進(jìn)行了（混凝+活性炭）處理二級(jí)生化后的焦化廢水，可以達(dá)到出水COD＜50mg/L的效果。該作者指出，混凝預(yù)處理可以降低活性炭有機(jī)負(fù)荷，利于形成生物活性炭，延長(zhǎng)活性炭使用時(shí)間。
以及用顆?；钚蕴恳约皹?shù)脂對(duì)二級(jí)生化后的焦化廢水進(jìn)行處理研究，主要以揮發(fā)酚和COD作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，COD及揮發(fā)酚脫除效率較高，并且經(jīng)過(guò)對(duì)比活性炭與樹(shù)脂后發(fā)現(xiàn)，活性炭具有更大的吸附容量，更加適合用于焦化廢水生化出水的深度處理。雖然吸附法對(duì)焦化廢水處理效果較好，但是吸附劑再生具有一定困難。
2.4 高級(jí)氧化法
高級(jí)氧化方法主要是通過(guò)不同的方法，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（OH），再利用其強(qiáng)氧化性將廢水中的難生物降解有機(jī)物降解為可生化的有機(jī)物質(zhì)或小分子物質(zhì)，甚至直接轉(zhuǎn)化為CO2和H2O的過(guò)程，主要包括芬頓氧化、臭氧催化氧化、電催化氧化、催化濕式氧化法等。
芬頓氧化法是采用過(guò)氧化氫為氧化劑，利用亞鐵離子的催化作用產(chǎn)生羥基自由基。許多學(xué)者研究了芬頓氧化技術(shù)對(duì)焦化廢水的深度處理，可以有效降低COD，并且結(jié)合絮凝沉淀法，更好地去除COD及色度。臭氧催化氧化是以臭氧為氧化劑，利用各種催化劑（例如氧化鋁為載體負(fù)載金屬離子）的催化作用產(chǎn)生羥基自由基。南京反滲透純水處理設(shè)備電催化氧化過(guò)程是通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)直接降解有機(jī)物，或通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（OH）、臭氧一類的氧化劑降解有機(jī)物，這種降解途徑使有機(jī)物分解更加徹底，不易產(chǎn)生毒害中間產(chǎn)物。雖然高級(jí)氧化技術(shù)以其高效、對(duì)COD無(wú)選擇性等優(yōu)點(diǎn)受到重視，已經(jīng)在焦化廢水深度處理過(guò)程中做了許多研究，但是其運(yùn)行成本相對(duì)較高。
傳統(tǒng)的焦化廢水處理工藝具有一定的局限性，廢水處理的成本較高，能源消耗較大，需要科學(xué)地進(jìn)行優(yōu)化，從而提高焦化廢水的處理效率。典型的焦化廢水處理工藝優(yōu)化，主要包括焦化廢水處理工藝流程，以及焦化廢水處理工藝的優(yōu)化效果。
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