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焦化廢水深度處理研究進展

文檔作者：肖林波曲鵬飛張建孝文檔來源： 1山東濰焦集團有限公司 2山東省榮成市環保局		點擊數：	更新時間： 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、驢 p
焦化廢水深度處理研究進展
肖林波 ，曲鵬飛 ，張建孝
(1山東濰焦集團有限公司，山東濰坊262404；2山東省榮成市環保局，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展現狀，說明了其特點，并指出聯合處理方法是今后焦化廢水深度處
理技術的重點發展方向。
關鍵詞：焦化廢水；深度處理；聯合處理法
中圖分類號：X703．1 文獻標識碼：A 文章編號：1004—4620(2012)05—0005—03
1 前言
焦化廢水產生于煉焦、制氣過程，廢水排放量
大，成分復雜，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
化合物等有機污染物，還含有氰、無機氟離子等有
毒有害物質，廢水色度高，較難生物降解。一般焦
化廠經過二級生化處理后，廢水中的COD、色度、氨
氮等還不能滿足國家或地方的相關排放標準以及
回用要求，因此仍需要進行深度處理。焦化廢水深
度處理的技術在國內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
2．1 吸附法
吸附法處理廢水就是利用多孔性吸附物質吸
附廢水中的一種或多種溶質，從而使廢水得到凈
化。活性炭、樹脂具有良好的吸附性能和穩定的化
學性質，是最常用的吸附劑，但是，由于活性炭、樹
脂再生系統操作難度大，裝置運行費用高，在焦化
廢水處理中未得到推廣使用。
孫寶東等?用活性炭過濾裝置對焦化廢水處理
站出水進行深度處理。結果表明，可使處理后出水
水質由原來達到國家二級排放標準到現在達到了
國家一級排放標準。李茂等 用NDA一150樹脂來
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
續供給。生化出口廢水經粉煤灰處理后，COD揮發
酚、氰化物、硫化物、油、氨氮、BOD 、色度等指標的
收稿日期：2012—04—12
作者簡介：肖林波，男，1984年生，2010年畢業于青島理工大學環境
工程專業，碩士。現為山東濰焦集團有限公司技術中心工程師，從
事污水處理技改工作。
平均去除率為57．41％l3]。
2-2 高級氧化法
高級氧化法有臭氧組合氧化技術、光催化氧化
法、電化學氧化技術、濕式催化氧化技術以及超聲
波處理技術等 ]。
1)臭氧組合氧化技術：臭氧是一種強氧化劑，
能與廢水中大多數有機物、微生物迅速反應，可除
去廢水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD
值，同時還可起到脫色、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，發現只有在酸性時，
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，產生具有較強反應活性的
電子(空穴對)。這些電子(空穴對)遷移到顆粒表
面，便可以參與和加速氧化還原反應的進行。光催
化氧化技術比傳統的化學氧化法具有明顯的優勢，
如無需化學試劑，操作條件容易控制，無二次污染，
加之TiO 化學穩定性高、無毒且成本低，具有潛在的
優勢。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)電化學氧化技術：電化學氧化又稱電化學燃
燒，其基本原理是使污染物在電極上發生直接電化
學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質
使污染物發生氧化還原轉變。目前的研究表明，電
化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污
染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。用PbOJ
rri作電極用來降解焦化含酚廢水，電解2 h后，COD
值從2 143 mg／L降到226 mg／L，同時760 mg／L的
NH3一N也被去除n]。
4)濕式催化氧化技術：根據催化劑在體系中的
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
平上獨立起作用，因此分子活性高，使得氧化效率
較高。當組合H：O 、O 等氧化劑時，可進一步提高
自由基的產生速率，從而提高廢水處理效率。用O，／
H：O：耦合氧化系統來處理印染廢水，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：超聲降解水體中的有機物
是一物理化學降解過程，其主要源于超聲空化效應
及由此引發的物理和化學變化。空化出來的氣泡
停留時間很短，幾乎是剛剛生成便立刻受到來自相
鄰壓縮區的壓力，造成這些氣泡在極短時間內迅速
崩潰消失，并在其周圍的極小空間范圍內產生局部
高溫和局部高壓，伴隨出現強烈的沖擊波。這些極
端環境足以將泡內氣體和液體交界的介質加熱產
生強氧化性的自由基，如·OH、·HO：等，從而促進有
機物的水相燃燒反應。
2．3 混凝法
混凝法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產
生水合配離子及氫氧化物膠體，中和廢水中某些物
質表面所帶的電荷，使這些帶電污染物質發生凝聚
沉淀去除，以降低廢水的濁度和色度。可用來處理
廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及
膠體顆粒，但對可溶性有機物不起任何作用。該方
法處理費用較低，既可以連續使用也可以間歇使
用，混凝法的關鍵是混凝劑的選擇。
新型復合絮凝劑聚硅酸氯化鋁處理已經生化
處理后的焦化廢水，其結果表明：1)聚硅酸氯化鋁
的最佳制備參數為：SiO 濃度為2．5％，pH值5～6，溫
度20～30℃ 。當AI／Si=I．0時，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為：投加
量125 mg／L，廢水pH值8．0，攪拌時間20 min，攪拌
溫度50 cc。3)聚硅酸氯化鋁復合絮凝劑比單純的
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作為助凝劑聯合處
理造紙廢水時，PAC的投加量為133 mg／L，PAM的投
加量為16．6 mg／L，去濁率可達99．7％，COD去除率可
達46％以上，去除效果較好n 。
高飛n¨等用自己制備的復合聚鐵絮凝劑FPAS
來處理造紙中段廢水，結果表明，當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，攪拌時間為3 min，加入3．5 mL助凝
劑。繼續攪拌4 min，沉降10 min后，COD去除效果
理想，去除率可達86．90％以上。
6
2．4 膜處理法
超濾技術是通過膜表面的微孔結構對物質進
行選擇性分離。在一定的壓力下，當水流過膜表面
時，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過，達
到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。超濾對于水中
懸浮物、固體、膠體、大分子、細菌有較高的去除率，
對BOD和COD有部分的去除率。
反滲透是一種以壓力為推動力的膜分離過
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，對循環水有利，但運行壓力高，產水
率低，濃水產量大，對運行成本及濃縮液的處理都
十分不利。如用MBR+RO的工藝對焦化廢水生化
出水進行深度處理，產出的水COD<10 mg／L，脫鹽
率達到90％以上n 。
焦化污水深度處理的試驗研究認為，焦化污水
回用選擇納濾工藝技術是可行的，比使用反滲透工
藝更經濟，運行安全可靠，且反洗、清洗周期長。在
通量一定時，納濾過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。張建國等n 3]
對納濾膜在焦化污水處理中所進行的研究表明，納
濾膜運行穩定，安全可靠，產水率高，脫鹽率50％左
右，對COD有較高的截留率，可以滿足循環水補水
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，讓廢水中的有機物在爐內氧化，分
解成為完全燃燒產物CO 和H O及少許無機物灰
分。焚燒法處理效率高，并且不造成二次污染，但
是其昂貴的處理費用使得多數企業望而卻步。
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，輸人煙道廢氣中進行充分的物理
化學反應，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：反應生成硫銨n 。
這項專利技術已經在江蘇淮鋼集團焦化剩余
氨水處理工程中獲得成功應用。監測結果表明，焦
化剩余氨水全部被去除，實現了廢水的零排放，又
確保了煙道氣達標排放，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單易行，處理效果
好，能耗低，易管理，費用低。COD進水濃度在
250～400 mg／L范圍內，該法對COD處理效果較為
理想。氧化塘對低濃度焦化廢水進行處理的適宜
肖林波等 焦化廢水深度處理研究進展 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 聯合處理方法 I3] 技術研究
焦化廢水含有多種難降解的物質，僅僅采取單 ?_環境工程
， 1999，17(1)：16—19．
一的深度處理方法往往很難達到滿意的處理效 [4]樊紅梅，鄧洪秀．焦化廢水高級氧化處理技術研究現狀[J]．冶
果。因此，多種方法的組合處理就顯得很有必要。 金環境保護，2009(4)：18—20．
張景來等 采用生物+吸附法處理焦化廠生化出 [5]徐靜圓，田永華，萬蘭玉，等．臭氧氧化印染廢水中有機污染物
水’鈷果表日月，用粉煤灰生物聯合 處理焦化廢水， 薯 理,20焦09化,2廢8(水6)中：6有2-機毒64．物的研究
污染物去除率可達80％。扶志遠 采用混凝+吸附 [J]_青島醫學院學報
， 1996，32(3)：203—2o6．
法處理焦化廠生化出水，結果表明，通過混凝能有 [7]梁鎮海，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·臭氧高級氧化技術處理印染廢水
彎穩毒 慧。。 觸 完全 絮,2凝009劑,2的5制(4
采用活性炭吸附法來獲得達標水質。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焦化酚氰廢水進行深度處 [103湯紅妍，楊敏，劉紅宇，等-化學混凝法處理造紙廢水的研究
理，系統連續1 a運行穩定，超濾和反滲透系統對 [J]河北化工，2009，32(3)：33—35．
COD去除效率平均達到79．98％，氨氮去除率達到 [11]高飛，劉衛海，李科林，等_復合聚鐵絮凝劑FPAs處理造紙中
83．23％，系統出水中未檢測出懸浮物和色度，去除 段廢水的實驗研究[JJ．精細化工中間體，2009, ( )：
率達到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 結語 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．
和化學處理法。用物化法深度處理焦化廢水已經 [ 4]粟忠浩·焦化廢水處理技術的應用與研究[Jj．本鋼技術，
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．冶金工業污水處理技術及工程
效果以及處理成本上卻存在著很大的差別；聯合處 實例[M]． 北京：化學工業出版社，2003．
理方法以其較好的處理效果和較低的運行成本是 [16]扶志遠．焦化廢水深度處理研究[D]．北京：北京工業大學，
今后焦化廢水深度處理技術重點發展的方向。 2005．
參考文獻： [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用[J]．燃料與 處理上的應用[J]·水處理技術，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年山東金屬學會專業委員會工作會議在濟南召開
2012年9月19日山東金屬學會專業委員會工作座
談會在濟南召開，會議由秘書長袁立寶主持，副理事長
萬魯愚出席會議并講話。會議傳達了省科協半年工作
會議精神，總結通報了山東金屬學會上半年的工作，安
排了本年后幾個月的學術活動。萬魯愚副理事長在講
話中分析了目前鋼鐵企業的嚴峻形勢，對學會開展的活
動和工作給予了充分的肯定，對當前形勢下學會的使命
學會動態
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和責任進行了深刻的闡述。萬副理事長特別強調山東
省作為國家鋼鐵結構調整試點省份，淘汰落后、節能減
排、產業升級、綠色轉型的任務十分繁重，在當前冶金企
業形勢極度困難的時候，金屬學會應大力開展技術創新
和科技發展活動，以推動冶金結構調整和轉型升級，并
要求各專業學委會以科學、經濟、實用的原則來開展學
術活動，破解難題，把握學會工作的主導方向。(胡世杰)
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