摘要:隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，水污染問題越來越嚴(yán)重，尤其是焦化廢水的處理，受到了人們的廣泛關(guān)注。文章對焦化廢水處理進行了研究分析，以供參考。

　　關(guān)鍵詞:焦化廢水;酚類物質(zhì);氨氮物質(zhì);深度處理

　　1前言

　　焦化廢水成分復(fù)雜，毒性大，除含有氨氮、氰化物等無機污染物外，還含有酚、吡啶等難以生物降解的雜環(huán)及多環(huán)芳香族化合物，大量排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時也直接威脅到人類健康。

　　2生物化學(xué)法

　　2.1移動床生物膜反應(yīng)器

　　作為一種新型復(fù)合水處理技術(shù)，移動床生物膜反應(yīng)器(MBBR)是通過在曝氣過程中使填料在外力作用下和污水充分接觸。隨著反應(yīng)時間增長，不斷有污水中的微生物在填料表面附著生長，從而形成一層生物膜，水體通過生物膜吸附降解污水中的污染物得到凈化。MBBR被廣泛用于污水的處理回收，是基于其相比于傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器，具有占地空間小、污染物易擴容、不易堵塞等優(yōu)點，是一種新型高效的污水處理方法。針對性地解決了焦化廢水處理工藝抗沖擊能力差，TN、NH3-N、COD去除率低，運行費用高等問題。研究表明，A/O+MBBR組合聯(lián)用可實現(xiàn)COD質(zhì)量濃度從4000～4600mg/L降低到250mg/L，COD去除率達93.7%～94.6%。MBBR單獨用作焦化廢水深度處理技術(shù)，應(yīng)用于A/O工藝后或與其他工藝聯(lián)用可進一步去除COD及TN。

　　2.2曝氣生物濾池

　　曝氣生物濾池(BAF)是一種特殊形式的生物接觸氧化法。BAF結(jié)合了給水快濾池和接觸氧化法的優(yōu)點，集曝氣氧化、高水力負荷、絮凝吸附等特點于一身，具有生物氧化和過濾的雙重作用，出水水質(zhì)較好。BAF在焦化廢水深度處理中主要應(yīng)用于常規(guī)生化處理后。利用曝氣生物濾池(UBAF)作為某焦化廠生化二級出水的深度處理工藝，處理后的出水COD和NH3-N可達GB8987—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。目前BAF技術(shù)在焦化廢水深度處理中已有工程應(yīng)用。將混凝氣浮增加至BAF前可有效去除污水中的懸浮物，同時具有有機負荷高、占地面積小、投資少、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點，但其對進水懸浮物(SS)濃度要求較嚴(yán)，一般要求ρ(SS)≤100mg/L，最好ρ(SS)≤60mg/L，因此需要對進水進行預(yù)處理，盡可能減少黏性物質(zhì)對膜面的污堵。

　　3物理化學(xué)方法

　　3.1吸附法

　　吸附法是利用具有大比表面積的多孔性吸附劑，如粉煤灰、活性炭、硅藻土、樹脂、沸石等，憑借它們優(yōu)良的吸附能力，將廢水中的難去除污染物尤其是有機污染物吸附到吸附劑表面，以達到焦化廢水凈化的目的。以粉末活性炭和柱狀活性炭為研究對象，分別測試其對焦化廢水中COD與酚的去除效率，以及在不同處理條件下對污染物去除效率的影響，研究發(fā)現(xiàn)，在COD、酚類污染物去除方面，粉末活性炭表現(xiàn)出更好的效果，而且在最佳處理條件下，焦化廢水可做到達標(biāo)排放。也以活性炭為吸附劑考察了對焦化廢水吸附凈化的實驗，在最優(yōu)條件下，活性炭對廢水中有機物總量的去除率可以達到70%以上。活性炭作為吸附劑處理廢水時，雖然有著較為優(yōu)異的處理效果，但也存在著回收再生難、價格高等缺陷。以粉煤灰作為吸附劑考察了對焦化廢水污染物去除效果的研究，研究發(fā)現(xiàn)，處理后的廢水除氨氮指標(biāo)不合格外，其他污染物含量均可達到我國對于一級新廠的標(biāo)準(zhǔn)，并且60%被此方法處理過的水可二次利用，使用過的粉煤灰吸附劑還可作為生產(chǎn)建筑材料的原料。粉煤灰作為吸附劑處理焦化廢水處理不僅最終處理效果較好，吸附劑還可以回收再利用，大大降低了企業(yè)廢水處理成本。提出的“焦粉吸附法深度處理工藝”是一種以焦粉為吸附劑深度處理酚氰廢水的方法，此方法在漣鋼焦化廠應(yīng)用實踐證明了該工藝對酚氰廢水COD、色度、濁度、揮發(fā)酚等污染物去除效果顯著。

　　3.2膜分離法

　　膜分離法處理廢水是以濃差、壓差及電位差等作為動力，使廢水中的污染物組分選擇性地通過半透膜，從而實現(xiàn)廢水中污染物的分離。以“預(yù)處理+超濾(UF)+反滲透(RO)”為主體工藝進行處理回用焦化廢水的中試實驗，結(jié)果表明，經(jīng)該方法處理后的水可以達到工業(yè)循環(huán)冷卻水回用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但膜分離技術(shù)仍存在著成本高、未解決反滲透濃縮液的去向、實際工業(yè)應(yīng)用中限制比較多等問題。因此，探究效率高、成本低、不易被污染或易清理的半透膜是未來膜分離法處理焦化廢水的重要研究方向。

　　3.3混凝沉淀法

　　混凝沉淀法通過在廢水中加入混凝劑、絮凝劑(聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵溶液、聚合硫酸鐵、溶解性有機碳、聚合氯化鋁鐵等)等物質(zhì)，使污染物在廢水中脫穩(wěn)，進而通過團聚、沉降等過程，使污染物從廢水中分離出來，以達到凈化目的。使用四種混凝劑進行焦化廢水處理實驗，發(fā)現(xiàn)高鐵酸鈉作為一種新型、實用的水處理劑擁有更強的脫色能力，以及優(yōu)異的CODCr、濁度去除能力，并且二次污染小。當(dāng)前混凝劑總體正在向“高分子化、復(fù)合化、多功能化”的方向發(fā)展。目前的研究表明，無機-有機高分子復(fù)合混凝劑有著更高的應(yīng)用前景。但在無機-有機復(fù)合混凝劑的開發(fā)過程中由于有機高分子化合物種類繁多且性質(zhì)各異，造成了選擇合適有機復(fù)合物時難度的產(chǎn)生。有機高分子與無機混凝劑復(fù)合將會導(dǎo)致無機絮凝劑原本的結(jié)構(gòu)和電荷性質(zhì)發(fā)生改變，所以要制備出可用于焦化廢水處理且高效的有機-無機高分子混凝劑，還需繼續(xù)深入的研究。雖然電混凝、磁混凝、混凝-膜技術(shù)、混凝-氧化等工藝在焦化廢水的處理實驗中表現(xiàn)出良好的處理效果，但這些技術(shù)至今還未能實現(xiàn)從理論到工業(yè)化應(yīng)用的過程。

　　4化學(xué)方法

　　4.1焚燒法

　　焚燒法處理廢水是將經(jīng)預(yù)處理的廢水在高溫燃燒爐中進行焚燒反應(yīng)，使有機物充分氧化分解并最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O及少量無機灰分。該方法雖可以高效率地處理高濃度焦化廢水，且無二次污染，但處理費用較為昂貴，目前在我國發(fā)展應(yīng)用較少。

　　4.2臭氧法

　　臭氧法利用臭氧的強氧化性對焦化廢水中的污染物進行氧化分解，同時還具有除臭、脫色、殺菌的功效。多余的臭氧可以很快與水反應(yīng)生成氧，不會造成二次污染，而且操作流程也較為簡單。但該方法的投資、耗電、處理成本都較高，而且操作過程需要嚴(yán)格操作，以避免臭氧泄露污染周圍環(huán)境。所以，臭氧法目前在深度處理以外的過程應(yīng)用較少。在美國已有臭氧法凈化焦化廢水的應(yīng)用。

　　4.3Fenton試劑法

　　Fenton試劑即H2O2+Fe2+，此方法的實質(zhì)是利用H2O2經(jīng)Fe2+催化所產(chǎn)生的羥基自由基對焦化廢水中的COD及揮發(fā)酚進行降解。與此同時產(chǎn)生的氫氧化鐵與氫氧化亞鐵具有膠體性質(zhì)，可以產(chǎn)生絮凝作用。該方法具有設(shè)備簡單、操作方便、效率高等優(yōu)勢。在Fenton試劑法中使用零價鐵代替二價鐵既能提高焦化廢水的處理效率，又能降低成本。

　　4.4光催化氧化法

　　光催化氧化法是由光能引起半導(dǎo)體帶間躍遷，從價帶躍遷至導(dǎo)帶，產(chǎn)生具有較強反應(yīng)活性的光致空穴和光生電子，進而將焦化廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。采用多相光催化氧化法的方法處理焦化廠二沉池廢水，研究結(jié)果表明，此方法可使焦化廠二沉池廢水COD的去除率達到84.8%，經(jīng)處理過的水可直接排放或回收利用，不產(chǎn)生二次污染。目前焦化廢水處理行業(yè)重點研究的光催化技術(shù)主要有:UV/二氧化鈦、UV/二氧化鈦/雙氧水以及光催化與其他技術(shù)的聯(lián)用。此方法可以有效地將廢水中的污染物降解，并且能耗也較低。但也有可能會產(chǎn)生有害的光化學(xué)產(chǎn)物而造成二次污染。此方法反應(yīng)進行的前提為光照，這也就決定了此方法適宜在濁度低、具有良好透光性的條件下進行，即在焦化廢水的深度處理階段使用更加有效。降低處理成本、提高光利用率將成為今后發(fā)展光催化氧化法處理焦化廢水的重要研究內(nèi)容。

　　5結(jié)語

　　我國對焦化廢水的處理主要還是以生物化學(xué)法為主，深度處理技術(shù)為輔。各種物理化學(xué)、化學(xué)、生物方法均具有其各自特點及優(yōu)勢，但往往有著不可忽視的弊端，所以未來發(fā)展在研究改善單一方法的同時，還應(yīng)重點研究焦化廢水的聯(lián)合處理法，以達到更加經(jīng)濟、有效地處理焦化廢水的目的。同時，許多其他極具發(fā)展?jié)摿Φ男陆够瘡U水處理技術(shù)也正處于逐步深入研究的過程當(dāng)中，如超聲波廢水處理技術(shù)、超臨界氧化技術(shù)、微波氧化技術(shù)、等離子體處理技術(shù)等，或者將這些新型技術(shù)與傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)聯(lián)合，也有望取得顯著效果。

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　　作者：殷昭平