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焦化废水处理技术

焦化生产过程中排放出有毒、有害物质的废水,内含大量酚、氰、油、氨氮。焦化废水以炼焦和煤气净化过程及化工产品的精制过程蒸氨产生的剩余氨水为主要来源。对焦化生产环境污染和资源浪费严重的情况国家要求焦化废水经处理后要做到内部循环使用,目前国内较先进的焦化废水处理技术有A2/O、固定化高效微生物处理技术(3T-AF/BAF)等。目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理,然后进行生物脱酚二次处理。但是,焦化废水经上述处理后,外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况,近年来国内外学者开展了大量的研究工作,找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。
1.生物处理法
生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法,常作为焦化废水处理系统中的二级处理,活性污泥法是广泛使用的焦化废水好氧生物处理技术,它能让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触,溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附,并最终氧化为最终产物(主要是CO2)。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物,然后被代谢和利用。
2.化学法。
2.1催化湿式氧化技术
湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点,化湿式氧化技术是在高温、高压条件下,在催化剂作用下,用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化,最终转化为无害物质N2和CO2排放。该技术的研究始于20世纪70年代,是在Zimmerman的湿式氧化技术的基础上发展起来的。但是,由于其催化剂价格昂贵,处理成本高,且在高温高压条件下运行,对工艺设备要求严格,投资费用高,国内很少将该法用于废水处理。
2.2焚烧法
该法不会产生高浓度NO造成二次污染,是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中,使水雾完全汽化,让废水中的有机物在炉内氧化,分解成为完全燃烧产物CO2和H2O及少许无机物灰分,,但是其昂
贵的处理费用(约为167美元/t )使得多数企业望而却步,在我国应用较少。
2.3臭氧氧化法
臭氧是一种强氧化剂,能与废水中大多数有机物,微生物迅速反应,可除去废水中的酚、氰等污染物,并降低其COD、BOD值,同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。臭氧的强氧化性可将废水中的污染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解为氧,不会造成二次污染,操作管理简单方便。但是,这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当,臭氧会对周围生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。
2.4等离子体处理技术
等离子体技术是利用高压毫微秒脉冲放电所产生的高能电子(5~20 eV)、紫外线等多效应综合作用,降解废水中的有机物质。等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术,目前还处于研究阶段。有研究表明,经等离子体处理的焦化废水,有机物大分子被破坏成小分子,可生物降解性大大提高,再经活性污泥法处理,出水的酚、氰、COD指标均有大幅下降,具有发展前景。但处理装置费用较高,有待于进一步研究开发廉价的处理装置。
2.5光催化氧化法
光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应,产生具有较强反应活性的电子(空穴对),这些电子(空穴对)迁移到颗粒表面,便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率。高华等在焦化废水中加入催化剂粉末,在紫外光照射下鼓入空气,能将焦化废水中的所有有机毒物和颜色有效去除。在最佳光催化条件下,控制废水流量为3600 mL/h,就可以使出水COD值由472 mg/L降至100 mg/L以下,且检测不出多环芳烃。
3.物理化学法
3.1 吸附法
吸附法就是采用吸附剂除去污染物的方法。活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,是最常用的一种吸附剂。活性炭吸附法适用于废水的深度处理。但是,由于活性炭再生系统操作难度大,装置运行费用高,在焦化废水处理中未得到推广使用。
3.2 利用烟道气处理焦化废水
由冶金工业部建筑研究总院和北京国纬达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法”已获得国家专利。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和SS后,输入烟道废气中进行充分的物理化学反应,烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化
4.废水循环利用
将高浓度的焦化废水脱酚,净化除去固体沉淀和轻质焦油后,送往焦炉熄焦,实现酚水闭路循环。从而减少了排污,降低了运行等费用。但是此时的污染物转移问题也值得考虑

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