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焦化廢水深度處理研究進(jìn)展

文檔作者：肖林波曲鵬飛張建孝文檔來(lái)源： 1山東濰焦集團(tuán)有限公司 2山東省榮成市環(huán)保局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月08日
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第34卷第5期
2012年1O月
山 東
Shandong
冶 金
Metallurgy
Vo1．34 No．5
October 2012
霄 礦、 、礦 礦 、西 、
26 專論與綜述2
、 、乎、乎、乎、護(hù)、驢 p
焦化廢水深度處理研究進(jìn)展
肖林波 ，曲鵬飛 ，張建孝
(1山東濰焦集團(tuán)有限公司，山東濰坊262404；2山東省榮成市環(huán)保局，山東榮成264300)
摘要：介紹了焦化廢水幾種深度處理的方法及其發(fā)展現(xiàn)狀，說(shuō)明了其特點(diǎn)，并指出聯(lián)合處理方法是今后焦化廢水深度處
理技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：焦化廢水；深度處理；聯(lián)合處理法
中圖分類號(hào)：X703．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004—4620(2012)05—0005—03
1 前言
焦化廢水產(chǎn)生于煉焦、制氣過(guò)程，廢水排放量
大，成分復(fù)雜，含有大量的苯酚類及其衍生物、苯類
及其衍生物、吡啶類化合物、喹啉類化合物和稠環(huán)
化合物等有機(jī)污染物，還含有氰、無(wú)機(jī)氟離子等有
毒有害物質(zhì)，廢水色度高，較難生物降解。一般焦
化廠經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理后，廢水中的COD、色度、氨
氮等還不能滿足國(guó)家或地方的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)以及
回用要求，因此仍需要進(jìn)行深度處理。焦化廢水深
度處理的技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已做了很多的研究，主要有
以下幾種方法。
2 焦化廢水深度處理技術(shù)
2．1 吸附法
吸附法處理廢水就是利用多孔性吸附物質(zhì)吸
附廢水中的一種或多種溶質(zhì)，從而使廢水得到凈
化?；钚蕴?、樹脂具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化
學(xué)性質(zhì)，是最常用的吸附劑，但是，由于活性炭、樹
脂再生系統(tǒng)操作難度大，裝置運(yùn)行費(fèi)用高，在焦化
廢水處理中未得到推廣使用。
孫寶東等?用活性炭過(guò)濾裝置對(duì)焦化廢水處理
站出水進(jìn)行深度處理。結(jié)果表明，可使處理后出水
水質(zhì)由原來(lái)達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)到現(xiàn)在達(dá)到了
國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。李茂等 用NDA一150樹脂來(lái)
處理高濃度焦化廢水，在最佳工藝條件酚類污染物
去除率接近100％ ，COD去除率為74．82％ ，廢水的
COD／BOD 由0．11提高到0．19。山西焦化廠以粉煤
灰為吸附劑在線處理來(lái)自生化池的焦化廢水，處理
水量100 t／h，粉煤灰用量1．747 t／h，由焦化廠鍋爐連
續(xù)供給。生化出口廢水經(jīng)粉煤灰處理后，COD揮發(fā)
酚、氰化物、硫化物、油、氨氮、BOD 、色度等指標(biāo)的
收稿日期：2012—04—12
作者簡(jiǎn)介：肖林波，男，1984年生，2010年畢業(yè)于青島理工大學(xué)環(huán)境
工程專業(yè)，碩士。現(xiàn)為山東濰焦集團(tuán)有限公司技術(shù)中心工程師，從
事污水處理技改工作。
平均去除率為57．41％l3]。
2-2 高級(jí)氧化法
高級(jí)氧化法有臭氧組合氧化技術(shù)、光催化氧化
法、電化學(xué)氧化技術(shù)、濕式催化氧化技術(shù)以及超聲
波處理技術(shù)等 ]。
1)臭氧組合氧化技術(shù)：臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，
能與廢水中大多數(shù)有機(jī)物、微生物迅速反應(yīng)，可除
去廢水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD
值，同時(shí)還可起到脫色、除臭、殺菌的作用，包括UV／
O，法等。用臭氧氧化印染廢水，分別采用UV／O，、
O，、UV等工藝氧化酚類化合物，發(fā)現(xiàn)只有在酸性時(shí)，
臭氧才是主要的氧化劑。在一定pH值下，3種方法
的處理效果為UV／O3>0，>UV ]。
2)光催化氧化法：光催化氧化法是由光能引起
電子和空隙之間的反應(yīng)，產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的
電子(空穴對(duì))。這些電子(空穴對(duì))遷移到顆粒表
面，便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。光催
化氧化技術(shù)比傳統(tǒng)的化學(xué)氧化法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，
如無(wú)需化學(xué)試劑，操作條件容易控制，無(wú)二次污染，
加之TiO 化學(xué)穩(wěn)定性高、無(wú)毒且成本低，具有潛在的
優(yōu)勢(shì)。用紫外光催化氧化處理焦化廢水，在最佳光
催化條件下，可使出水COD值由472 mg／L降至100
mg／L以下；色度由500倍降至100倍以下 ]。
3)電化學(xué)氧化技術(shù)：電化學(xué)氧化又稱電化學(xué)燃
燒，其基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化
學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)
使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。目前的研究表明，電
化學(xué)氧化法氧化能力強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污
染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)。用PbOJ
rri作電極用來(lái)降解焦化含酚廢水，電解2 h后，COD
值從2 143 mg／L降到226 mg／L，同時(shí)760 mg／L的
NH3一N也被去除n]。
4)濕式催化氧化技術(shù)：根據(jù)催化劑在體系中的
存在形式分為均相催化濕式氧化和非均相催化濕
式氧化。均相催化劑由于催化劑在分子或離子水
5
山東冶金 第34卷
平上獨(dú)立起作用，因此分子活性高，使得氧化效率
較高。當(dāng)組合H：O 、O 等氧化劑時(shí)，可進(jìn)一步提高
自由基的產(chǎn)生速率，從而提高廢水處理效率。用O，／
H：O：耦合氧化系統(tǒng)來(lái)處理印染廢水，適宜的H／O為
0．8，處理30 min后COD、色度和UV254的去除率分
別為42．3％、94．0％和64．7％ ]。
5)超聲波處理技術(shù)：超聲降解水體中的有機(jī)物
是一物理化學(xué)降解過(guò)程，其主要源于超聲空化效應(yīng)
及由此引發(fā)的物理和化學(xué)變化。空化出來(lái)的氣泡
停留時(shí)間很短，幾乎是剛剛生成便立刻受到來(lái)自相
鄰壓縮區(qū)的壓力，造成這些氣泡在極短時(shí)間內(nèi)迅速
崩潰消失，并在其周圍的極小空間范圍內(nèi)產(chǎn)生局部
高溫和局部高壓，伴隨出現(xiàn)強(qiáng)烈的沖擊波。這些極
端環(huán)境足以將泡內(nèi)氣體和液體交界的介質(zhì)加熱產(chǎn)
生強(qiáng)氧化性的自由基，如·OH、·HO：等，從而促進(jìn)有
機(jī)物的水相燃燒反應(yīng)。
2．3 混凝法
混凝法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產(chǎn)
生水合配離子及氫氧化物膠體，中和廢水中某些物
質(zhì)表面所帶的電荷，使這些帶電污染物質(zhì)發(fā)生凝聚
沉淀去除，以降低廢水的濁度和色度。可用來(lái)處理
廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及
膠體顆粒，但對(duì)可溶性有機(jī)物不起任何作用。該方
法處理費(fèi)用較低，既可以連續(xù)使用也可以間歇使
用，混凝法的關(guān)鍵是混凝劑的選擇。
新型復(fù)合絮凝劑聚硅酸氯化鋁處理已經(jīng)生化
處理后的焦化廢水，其結(jié)果表明：1)聚硅酸氯化鋁
的最佳制備參數(shù)為：SiO 濃度為2．5％，pH值5～6，溫
度20～30℃ 。當(dāng)AI／Si=I．0時(shí)，絮凝效果最好。2)聚
硅酸氯化鋁處理含油廢水的最佳操作參數(shù)為：投加
量125 mg／L，廢水pH值8．0，攪拌時(shí)間20 min，攪拌
溫度50 cc。3)聚硅酸氯化鋁復(fù)合絮凝劑比單純的
聚合氯化鋁絮凝效果要好，其除油率及COD去除率
均較高 。
用FeC1 、PFS、A1：(SO )，+PAM、PAC+PAM作為
混凝劑來(lái)處理造紙廢水，其中PAC+PAM為最佳混
凝藥劑。PAC作為混凝劑，PAM作為助凝劑聯(lián)合處
理造紙廢水時(shí)，PAC的投加量為133 mg／L，PAM的投
加量為16．6 mg／L，去濁率可達(dá)99．7％，COD去除率可
達(dá)46％以上，去除效果較好n 。
高飛n¨等用自己制備的復(fù)合聚鐵絮凝劑FPAS
來(lái)處理造紙中段廢水，結(jié)果表明，當(dāng)FPAS工作液投
放量為4 mL／L，待處理液pH在6．0～7．0，攪拌速度
為120 r／min，攪拌時(shí)間為3 min，加入3．5 mL助凝
劑。繼續(xù)攪拌4 min，沉降10 min后，COD去除效果
理想，去除率可達(dá)86．90％以上。
6
2．4 膜處理法
超濾技術(shù)是通過(guò)膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)
行選擇性分離。在一定的壓力下，當(dāng)水流過(guò)膜表面
時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過(guò)，達(dá)
到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。超濾對(duì)于水中
懸浮物、固體、膠體、大分子、細(xì)菌有較高的去除率，
對(duì)BOD和COD有部分的去除率。
反滲透是一種以壓力為推動(dòng)力的膜分離過(guò)
程。目前污水回用工藝上一般采用反滲透膜，反滲
透膜脫鹽率高，對(duì)循環(huán)水有利，但運(yùn)行壓力高，產(chǎn)水
率低，濃水產(chǎn)量大，對(duì)運(yùn)行成本及濃縮液的處理都
十分不利。如用MBR+RO的工藝對(duì)焦化廢水生化
出水進(jìn)行深度處理，產(chǎn)出的水COD<10 mg／L，脫鹽
率達(dá)到90％以上n 。
焦化污水深度處理的試驗(yàn)研究認(rèn)為，焦化污水
回用選擇納濾工藝技術(shù)是可行的，比使用反滲透工
藝更經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行安全可靠，且反洗、清洗周期長(zhǎng)。在
通量一定時(shí)，納濾過(guò)程所需的壓力比反滲透低得
多，在同等壓力下，納濾的納濾膜是介于超濾和反
滲透之間的膜，通量比反滲透大得多。張建國(guó)等n 3]
對(duì)納濾膜在焦化污水處理中所進(jìn)行的研究表明，納
濾膜運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，產(chǎn)水率高，脫鹽率50％左
右，對(duì)COD有較高的截留率，可以滿足循環(huán)水補(bǔ)水
的要求。
2．5 焚燒法
焚燒法是將廢水呈霧狀噴人高溫燃燒爐中，使
水霧完全汽化，讓廢水中的有機(jī)物在爐內(nèi)氧化，分
解成為完全燃燒產(chǎn)物CO 和H O及少許無(wú)機(jī)物灰
分。焚燒法處理效率高，并且不造成二次污染，但
是其昂貴的處理費(fèi)用使得多數(shù)企業(yè)望而卻步。
2．6 煙道氣法
利用煙道氣處理焦化廢水是將焦化剩余氨水
去除焦油和ss后，輸人煙道廢氣中進(jìn)行充分的物理
化學(xué)反應(yīng)，煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部
汽化，氨氣與煙道氣中的SO：反應(yīng)生成硫銨n 。
這項(xiàng)專利技術(shù)已經(jīng)在江蘇淮鋼集團(tuán)焦化剩余
氨水處理工程中獲得成功應(yīng)用。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，焦
化剩余氨水全部被去除，實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，又
確保了煙道氣達(dá)標(biāo)排放，排人大氣中的氨、酚類和
氰化物等主要污染物占剩余氨水中污染物總量的
1．0％ ～4．7％ 。
2_7 氧化塘深度處理法
氧化塘深度處理焦化廢水簡(jiǎn)單易行，處理效果
好，能耗低，易管理，費(fèi)用低。COD進(jìn)水濃度在
250～400 mg／L范圍內(nèi)，該法對(duì)COD處理效果較為
理想。氧化塘對(duì)低濃度焦化廢水進(jìn)行處理的適宜
肖林波等 焦化廢水深度處理研究進(jìn)展 2012年第5期
pH值為6～8，最佳pH值為7；適宜溫度范圍為25～ 化工，2007,38(6)：46-48．
35~12，最佳溫度為35 。 [2]李茂，韓永忠，丁太文，等·樹脂吸附一Fent。n氧化法處理高濃
2_8 聯(lián)合處理方法 I3] 技術(shù)研究
焦化廢水含有多種難降解的物質(zhì)，僅僅采取單 ?_環(huán)境工程
， 1999，17(1)：16—19．
一的深度處理方法往往很難達(dá)到滿意的處理效 [4]樊紅梅，鄧洪秀．焦化廢水高級(jí)氧化處理技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]．冶
果。因此，多種方法的組合處理就顯得很有必要。 金環(huán)境保護(hù)，2009(4)：18—20．
張景來(lái)等 采用生物+吸附法處理焦化廠生化出 [5]徐靜圓，田永華，萬(wàn)蘭玉，等．臭氧氧化印染廢水中有機(jī)污染物
水’鈷果表日月，用粉煤灰生物聯(lián)合 處理焦化廢水， 薯 理,20焦09化,2廢8(水6)中：6有2-機(jī)毒64．物的研究
污染物去除率可達(dá)80％。扶志遠(yuǎn) 采用混凝+吸附 [J]_青島醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)
， 1996，32(3)：203—2o6．
法處理焦化廠生化出水，結(jié)果表明，通過(guò)混凝能有 [7]梁鎮(zhèn)海，許文林，孫彥平．焦化含酚廢水在Ti 0：電極上的氧
效地去除焦化廢水生化出水中的色度和SS，去除率 化處理[J]．稀有金屬材料與工程，1996，25(3)：37—40．
~lJ70％ ～80％；對(duì)C0D也有一定的去除，去除率基 [83胡俊生，任雪冬，郝苓汀，等·臭氧高級(jí)氧化技術(shù)處理印染廢水
彎穩(wěn)毒 慧。。 觸 完全 絮,2凝009劑,2的5制(4
采用活性炭吸附法來(lái)獲得達(dá)標(biāo)水質(zhì)。周正等n 用 ～ TIJM ]孟 ， 9，3。8(?5)：6?81-6～84． 一? 。
超濾一納濾雙膜工藝對(duì)焦化酚氰廢水進(jìn)行深度處 [103湯紅妍，楊敏，劉紅宇，等-化學(xué)混凝法處理造紙廢水的研究
理，系統(tǒng)連續(xù)1 a運(yùn)行穩(wěn)定，超濾和反滲透系統(tǒng)對(duì) [J]河北化工，2009，32(3)：33—35．
COD去除效率平均達(dá)到79．98％，氨氮去除率達(dá)到 [11]高飛，劉衛(wèi)海，李科林，等_復(fù)合聚鐵絮凝劑FPAs處理造紙中
83．23％，系統(tǒng)出水中未檢測(cè)出懸浮物和色度，去除 段廢水的實(shí)驗(yàn)研究[JJ．精細(xì)化工中間體，2009, ( )：
率達(dá)到100％。 [12]周紅
， 孟文杰，曹維原．焦化廢水回用處理工藝流程的選擇
3 結(jié)語(yǔ) 度處理的 n燃料與
焦化廢水深度處理的方法主要是物理處理法 化工'2011，42(2)：35—37．
和化學(xué)處理法。用物化法深度處理焦化廢水已經(jīng) [ 4]粟忠浩·焦化廢水處理技術(shù)的應(yīng)用與研究[Jj．本鋼技術(shù)，
被證明是有效可行的；但是各種物化法之間處理的 [15] ：王：23劍-2波6。，常冠欽，等．冶金工業(yè)污水處理技術(shù)及工程
效果以及處理成本上卻存在著很大的差別；聯(lián)合處 實(shí)例[M]． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．
理方法以其較好的處理效果和較低的運(yùn)行成本是 [16]扶志遠(yuǎn)．焦化廢水深度處理研究[D]．北京：北京工業(yè)大學(xué)，
今后焦化廢水深度處理技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展的方向。 2005．
參考文獻(xiàn)： [17] 聞曉今，周正，魏鋼，等．超濾一納濾雙膜工藝在焦化廢水深度
[1] 孫寶東，馬雁林．活性炭在焦化廢水處理中的應(yīng)用[J]．燃料與 處理上的應(yīng)用[J]·水處理技術(shù)，2010，36(3)：93—95·
Research and Progress in advanced Treatment of Coking-plant W astewater
XIAO Linbo ，QU Pengfei ，ZHANG Jianxiao
(1 Shandong Weijiao Group Co．，Ltd．，Weifang 262404，China；
2012年山東金屬學(xué)會(huì)專業(yè)委員會(huì)工作會(huì)議在濟(jì)南召開
2012年9月19日山東金屬學(xué)會(huì)專業(yè)委員會(huì)工作座
談會(huì)在濟(jì)南召開，會(huì)議由秘書長(zhǎng)袁立寶主持，副理事長(zhǎng)
萬(wàn)魯愚出席會(huì)議并講話。會(huì)議傳達(dá)了省科協(xié)半年工作
會(huì)議精神，總結(jié)通報(bào)了山東金屬學(xué)會(huì)上半年的工作，安
排了本年后幾個(gè)月的學(xué)術(shù)活動(dòng)。萬(wàn)魯愚副理事長(zhǎng)在講
話中分析了目前鋼鐵企業(yè)的嚴(yán)峻形勢(shì)，對(duì)學(xué)會(huì)開展的活
動(dòng)和工作給予了充分的肯定，對(duì)當(dāng)前形勢(shì)下學(xué)會(huì)的使命
學(xué)會(huì)動(dòng)態(tài)
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和責(zé)任進(jìn)行了深刻的闡述。萬(wàn)副理事長(zhǎng)特別強(qiáng)調(diào)山東
省作為國(guó)家鋼鐵結(jié)構(gòu)調(diào)整試點(diǎn)省份，淘汰落后、節(jié)能減
排、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、綠色轉(zhuǎn)型的任務(wù)十分繁重，在當(dāng)前冶金企
業(yè)形勢(shì)極度困難的時(shí)候，金屬學(xué)會(huì)應(yīng)大力開展技術(shù)創(chuàng)新
和科技發(fā)展活動(dòng)，以推動(dòng)冶金結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)，并
要求各專業(yè)學(xué)委會(huì)以科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則來(lái)開展學(xué)
術(shù)活動(dòng)，破解難題，把握學(xué)會(huì)工作的主導(dǎo)方向。(胡世杰)
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