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焦化废水深度处理技术及其应用研究进展

焦化废水是一种典型的含难降解有机污染物的工业废水,对环境污染严重。因此,焦化废水的处理越来越多的受到相关学者及专家的重视。但现有焦化废水处理技术很难连续稳定满足日益严格的环保要求,因此必须对生化处理后的焦化废水进行深度处理来解决环保问题。本文综合阐述了近年来国内焦化废水的深度处理方法,为以后焦化废水的深度处理提供一些思路。

  焦化废水是指在炼焦生产、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的各类废水,焦化废水的成分非常复杂,含有多种污染物质。该类废水突出的特点是氨氮(NH3-N)浓度高,难生物降解,有机物含量高,实际生产过程中的水质水量变化大,一直是国内外废水处理的主要研究课题之一。

  目前国内大部分的焦化厂普遍采用预处理(除油/蒸氨/脱酚等)―厌氧―兼氧―好氧―二沉池(上清液回流至兼氧,污泥回流至好氧),即预处理+A2O工艺,处理后焦化废水指标基本稳定在二级排放标准,至于满足一级排放标准,还受多种因素制约。

  由于环保要求越来越严格,加之水资源的紧张,要求焦化厂废水零排放的呼声越来越高,而部分地方环保要求更加严格,主要控制指标CODCr≤50mg/L。但现有焦化废水处理技术很难连续稳定满足日益严格的环保要求,必须技术创新,转换思路,寻求新技术,采用先进成熟设备等方法,对生化处理后的焦化废水进行深度处理来解决环保问题。

  1焦化废水尾水处理技术及其应用

  焦化废水生化处理后的出水,COD等污染物一般都较难再直接生化处理,因此深度处理多采用Fenton氧化法、电化学法、膜法及组合工艺等方法处理。

  1.1Fenton试剂氧化法

  Fenton试剂是Fe2+和H2O2混合得到的一种强氧化剂(可产生氧化能力很强的?OH自由基),对于难生物降解的有机废水,该法具有反应迅速、温度和压力等反应条件易于满足、无二次污染等优势,近年来越来越受到业内人士的关注并给予较为广泛的研究。

  赵晓亮,魏宏斌等人以实际焦化废水经A2O工艺处理后的出水为研究对象,考察了Fenton试剂氧化法深度处理焦化废水的效果和影响因素。结果表明,在试验条件下,Fenton氧化法对焦化废水具有良好的深度处理效果,且其抗水质冲击能力较强。

  1.2电化学法

  1.2.1铁碳微电解法

  微电解,又称内电解、零价铁法等,是近30年来发展起来的废水处理方法。微电解过程主要基于电化学中的电池反应,涉及到氧化还原、电富集、物理吸附和絮凝沉降等多种作用。它不但可以去除部分难降解物质,大幅度降低色度,还可以改变部分有机物形态和结构,提高废水的可生化性。

  李飞飞,李小明等人采用铁炭微电解工艺对焦化废水生化处理出水进行深度处理研究。实验结果表明,铁炭微电解是深度处理焦化废水的一种有效工艺。

  1.2.2复极性三维电极技术

  复极性三维电极技术是采用少量活性炭为填充颗粒,在通入空气的条件下,使活性炭颗粒相对分散的悬浮在溶液中,通过主电极间的电场使活性炭粒子复极化,构成复极性三维电极。一端发生阳极反应,另一端发生阴极反应,故其电极比其表面积是传统二维电解槽的几十倍甚至上百倍,并且每个复极性单元的阳极与阴极间距小,缩短了传质距离,反应物迁移速度快,电解效率高。

  李玉明,滕丽曼等人采用复极性三维电极技术对焦化废水进行了深度处理的实验研究,取得了相应的工艺参数。研究结果表明,复极性三维电极技术能有效的处理焦化废水,使焦化废水CODCr去除率达70%以上。

  1.3膜法

  随着焦化厂废水零排放的呼声越来越高,对焦化厂废水多要求回用,如果回用要求很高,普通的物化处理方法已经不能满足要求,因此膜法应运而生。

  陈新,臧传斌采用超滤、反渗透等膜法处理工艺对山西亚鑫煤焦化有限公司焦化废水深度处理。系统进水COD为137.5mg/L,出水为3mg/L,氰化物由1.48mg/L降为0.063mg/L。

  1.4组合工艺

  1.4.1Fenton氧化-活性炭吸附耦合处理

  涂勇,张洪玲等人研究了Fenton氧化、活性炭吸附、Fenton氧化-活性炭吸附等方法,对焦化废水生化尾水的处理效果,分析了Fenton氧化-活性炭吸附法处理焦化废水生化尾水的工艺条件,出水水质符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

  1.4.2混凝-Fenton试剂氧化联合处理

  于庆满,颜家保针对焦化废水生化处理出水中存在COD、色度和浊度偏高等问题,在综合分析各种焦化废水深度处理方法的基础上,提出Fenton试剂氧化、混凝及联用技术的方法,对生化后废水进行深度处理,确定了合适的Fenton试剂氧化混凝工艺条件。

  1.4.3混凝-臭氧氧化联合处理

  杨德敏,王兵等人对混凝-臭氧氧化处理焦化废水生化出水工艺进行研究,考察混凝剂聚合氯化铝(PAC)投加量、臭氧投加量、pH值和反应时间对混凝-臭氧氧化去除COD和色度的影响。

  2结语与展望

  以上方法处理焦化废水具有快速、高效等特点,是目前水处理工作者热衷的废水处理方式,但由于所采用的试剂均成本较高,且易产生投加过量等处理问题,故而仍在寻找更加经济有效的处理方法。随着人们环保意识的提高,我国污染控制力度的加大,寻求高效、经济的处理方法是水处理工作者未来技术攻关的重点课题。只有不断提高现有处理技术水平,将各种新技术方法有机地结合起来,取长补短才能找到治理焦化废水的最佳方法,切实地做到绿色生产、科学发展。

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