焦化废水处理设备深度处理技术

　　焦化废水的来源主要包括炼焦、煤气净化以及化工产品的回收和精制过程, 典型的高温干馏、煤气冷却、洗煤、湿法熄焦等煤化工过程中都会产生焦化废水。据相关统计, 每吨干煤可产生0. 1 ~0. 35 m2 的焦化废水 , 排放量较大。受煤品位差异、炼焦及其副产品加工不同工艺过程的影响, 该废水水质其复杂、污染物含量变化幅度大, 不仅含有NH+4 、SCN- 、CN- 、NO-2 、NO-3 、S2-等无机污染物, 还含有苯类、酚类、萘、吡啶、喹啉等杂环及多环芳香族化合物(PAHs) 。总体来说, 焦化废水中无机盐分高、含氮化合物浓度高、以苯类与酚类等环类有机物为主, 是一种典型的盐分多态化、氮素与磷素营养失衡、高毒性、难降解的复杂工业废水。焦化废水的大量外排会对水体环境、土壤作物、空气环境造成巨大危害,进而对人类健康产生威胁。因此, 焦化废水的处理显得至关重要。
 

　　1、预处理技术
 

　　在焦化废水处理中, 预处理一般包含除酚、脱氰、蒸氨、除油等过程。对焦化废水进行预处理, 可有效降低生化处理过程中的污染负荷, 提高废水的生化性, 同时也可以根据焦化废水的水质情况回收氨、氯酚等化工产品。沈连峰等研究了加碱对蒸氨系统的影响, 结果表明加碱过程对剩余氨水中氨氮的去除率增加了2. 8%。随着对出水要求的提高, 预处理过程也趋向于多元化。利用臭氧氧化预处理焦化废水, 废水B/ C 值由原水的0. 068 提高到0. 281, 废水的可生化性得到了提高。
 

　　2、生物处理技术
 

　　在焦化废水处理的工艺流程中, 活性污泥法由于具有高效、操作简单灵活、处理费用低等特点, 通常作为核心的生物处理工艺。常见的焦化废水生化处理技术主要包含A/ O 工艺及其变型及SBR 等工艺。 对比了A/ O 和A/ A/ O 两种工艺的膜生物反应器对焦化废水氨氮、COD 和酚的去除率, 结果表明采用A/ A/ O 工艺对三者的去除率分别提高了15%、2%和2%, 去除效果明显优于A/ O 工艺; 不少学者通过对温度、pH、HRT、SVI、进水模式、曝气时间等实验条件的优化, 出水的氨氮、COD 等污染物浓度都得到有效控制 。
 

　　采用外加碳源、投加载体等方式也是提高生化处理效果的常用方法。研究了乙酸钠投加量及投加点对改良型A/ A/ O 工艺处理效果的影响, 结果表明, 25% 液体乙酸钠投加量为1. 25 吨/ 每万吨水时, 出水效果好; 本课题组对比了以海绵铁+聚氨酯泡沫复合载体与单以聚氨酯泡沫为载体的SBR 反应器处理对焦化废水的处理效果, 结果表明, 投加海绵铁的反应器对COD 与NH3 -N 的去除效果要好于只投加聚氨酯泡沫的反应器, 起到强化作用, 且在DO 大于4 mg/ L、pH=9、碱度为4. 4 g/ L 时, COD 与NH3 -N 去除率达到大。这可能是因为海绵铁为微生物生长提供营养元素的同时, 有助于改善污泥性能, 使得微生物代谢活动增强; 同时海绵铁在腐蚀的过程中会有Fe2+ 、Fe3+形成, 有助于焦化废水中有机物的絮凝沉淀。
 

　　3、深度处理技术
 

　　经常规的预处理和生化工艺处理后, TN 与COD 浓度仍旧很高, 需要深度处理才能够达标排放或者回用。
 

　　铁碳微电解工艺：
 

　　铁碳微电解法作用机理是铁与含碳物质构成原电池的过程中产生了Fe 和[H] 的还原作用、铁离子的絮凝沉淀作用、原电池反应、电化学富集作用等系列作用以此处理难降解废水。该技术设备简单、操作方便、处理成本低, 常被用作焦化废水提高可生化的措施之一, 但存在铁碳材料板结、材料消耗量大、处理成本较高的缺点, 往往与混凝沉淀等技术联用作为深度处理工艺。李飞飞等将铁碳微电解工艺处理焦化废水, 出水的氨氮及COD 都大幅降低; 本课题组将海绵铁、活性炭作为铁碳微电解的实验材料, 对蒸氨处理后的焦化废水进行了研究, 通过微电解B/ C 值由0. 20 提高到0. 39, 有助于后续的处理过程。
 

　　焦化废水是一种典型的盐分多态化、氮素与磷素营养失衡、高毒性的复杂工业废水, 处理难度大且工艺长, 是国内外废水处理领域的一大难题。据统计焦化废水经传统预处理、生化处理后, 仍有6% ~ 15% 难降解的有机物, 难以达到国家排放标准, 回用更无从谈起。因此, 焦化废水的深度处理就显得愈发重要。不可否认的是, 生物处理具有高效、低廉等深度处理不可比拟的优势。采用外加碳源、投加载体等方式能大幅提高处理效果, 有利于后续的深度处理, 从而简化工艺流程。