焦化废水深度处理及回用技术研究进展_张垒

196张垒：焦化废水深度处理及回用技术研究进展焦化废水深度处理及回用技术研究进展焦化废水深度处理及回用技术研究进展张垒1，薛改凤1，刘尚超1，张楠1，段爱民2（1．武汉钢铁（集团）公司研究院；2．武汉平煤武钢联合焦化有限公司，湖北武汉430080）张垒：焦化废水深度处理及回用技术研究进展摘要摘要：焦化废水虽经生化处理，废水中的有机污染物、悬浮物、色度、含盐量等仍较高，必须采用有效的深度处理技术去除或降低其中的大量污染物，才能将其回用。本文介绍了当前焦化废水深度处理及回用技术的研究情况和存在问题并进行展望。关键词关键词：焦化废水；深度处理与回用；处理工艺焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，主要含有酚类化合物、脂肪族化合物、杂环化合物、多环芳烃、氨氮、硫化物、氰化物、硫氰化物等，属于典型地生物难降解的有机废水。由于废水含有大量酚类、氰化物、硫氰化物及难降解多环芳香烃化合物具有毒性和潜在的致癌性，因此，排放大量的焦化废水不但对地方的环境生态造成严重的污染，也严重危害人类的生活健康。焦化废水治理的重点为含酚氰废水，针对含酚氰废水的特点，国内广泛采用基于A/O工艺的活性污泥生化处理技术，如A2/O生化处理工艺、A/O2生化处理技术和以O/A/O的生物强化技术。这些工艺出水COD和氨氮去除率可达95%以上，基本上达到钢铁工业污染物排放标准（GB13456-1992）一级标准和国家污水综合排放标准（GB8978-1996）一级排放标准。为推动产业结构升级，规范行业健康发展，促进节能减排和技术进步，工信部于2008年12月19日颁布了《焦化行业准入条件（2008修订）》的15号文件，并明确界定：酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。因此对焦化废水进行深度处理和回用是提高废水循环率，减少污水外排，降低新水消耗量的最佳选择，而寻求一种高效、低成本的深度处理技术是目前焦化废水深度处理过程迫切需求。1焦化废水深度处理方法1焦化废水深度处理方法1.1物理法膜分离法膜技术被认为是21世纪最有发展前途的新型分离技术之一，已被广泛应用于各种工业废水和市政污水回用、海水淡化、苦咸水淡化等领域。膜分离法是利用膜的物理截留作用对废水进行分离和提纯。闻晓今[1]等以A/O生化处理后的出水为原水，采用高效、无污染的超滤-纳滤组合工艺进行深度处理的研究试验。结果表明，经超滤-纳滤组合工艺处理后出水COD≤60mg/L、NH3-N≤10mg/L、浊度≤1NTU、总硬度≤20mg/L，各项指标均达到污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）所要求的标准。1.2化学法1.2.1Fenton试剂法Fenton试剂法是一种高级氧化技术，利用H2O2、Fe2+(Fenton试剂)在酸性条件下产生具有很强氧化能力的[·OH]，能有效氧化废水中有机物，可降低废水的COD和色度。该方法在处理难生物降解的有机废水时，具有设备简单、反应条件温和、操作方便、高效等优点。钟晨[2]等将生化处理后的外排水采用Fenton试剂进行深度处理，处理后废水COD≤70mg/L，且回用要求的最优工艺条件：初始pH值为4，[H2O2]/[Fe2＋]=4:1，H2O2投加量为132mg/L，反应时间1h。赵晓亮[3]等以实际焦化废水经A2/O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，Fenton试剂氧化法对焦化废水具有良好的深度处理效果，在进水COD为100～340mg/L、色度为480～940倍的条件下，出水COD和色度等指标均可达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005）的要求。Fenton试剂法在处理焦化废水等有毒有害难生物降解有机废水中极有应用潜力，但是该方法处理焦化废水过程中引入了铁盐，这对于后序回用带来不利。1.2.2微电解法微电解，又称内电解、零价铁法等，是近年来发展起来的废水处理方法。微电解过程主要是基于电化学的电池反应，涉及到电化学氧化还原、物理吸附和絮凝沉降等作用，反应过程生成的产物具有强氧化还原性，可使常态难以进行的反应得以实现。与传统工艺相比，该法处理成本低，工艺简单、操作方便、占地面积小、设备投资低等优点，常用于难降解废水的预处理。苏莹等[4]以废刚玉石墨粉末和废铁屑作为电极，采用铁炭微电解工艺对焦化废水进行脱氮处理。结果表明，铁炭微电解的最佳反应条件为废水初始pH为3.0，反应时间为70min，铁炭质量比为1:1.3。在此最佳反应条件2011年第7期2011年7月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment张垒：焦化废水深度处理及回用技术研究进展197下，铁炭微电解工艺TN去除率为8.0％。李飞飞[5]等采用铁炭微电解工艺对焦化废水生化处