焦化废水深度处理及回用研究进展.doc

1、焦化废水深度处理及回用研究进展摘要：根据国家炼焦化学工业污染排放标准 （GB 16171-2012）焦化废水通过常规的生化处理已经很难满足新的排放要求，因此对其进行深度的处理和适度的回用是必然发展方向。但是焦化废水中含有大量的难处理污染物，选择技术可行、经济合理的处理工艺显得尤为重要。本文着重研究了焦化废水的深度处理工艺，通过对各种处理工艺的分析，阐述当前焦化废水深度处理的发展现状。 关键词：焦化废水；深度处理；回收利用 中图分类号：X703 文献标识码： A 前言 目前我国已经对焦化工业采用取了干熄焦技术，导致了焦化废水无法像过去一样回用于湿法熄焦。而新版炼焦化学工业污染物排放标准(GB 1

2、6171-2012)对于焦化行业的废水排放又有着更加严格的标准限制使得我国很多焦化厂都存在着焦化废水该如何进一步处理的问题。通过合理的深度处理工艺将焦化废水回收利用于循环冷却水的补水，这样不仅仅可以减少企业对环境和水资源的污染，还可以为企业节省大量的水力资源。但是焦化废水中含有大量的有机物包括苯酚等有害物质同时存在硬度高、含盐量高等特点，因此进行处理的过程中存在一定的问题和困难。 焦化废水的特点和回用的方法 现有焦化废水的特点 焦化废水中不仅仅含有大量的氨、氰、苯酚等有毒害的物质，能被直接生化的物质也较少，而且在焦化废水中还存在其他的如油类、高盐量和氯离子等污染物质。即使是在传统的生化和沉淀处

3、理之后，焦化废水中依然还有较高量的有机物和硬度等污染物。经过常规生化和沉淀工艺处理之后焦化废水其典型的水质情况为，CODCr 在 150200 mg/L之间，BOD51020 mg/L之间，油 35 mg/L，氨氮 1520 mg/L之间，TDS 1 5002000mg/L之间，氯离子在 250500mg/L之间。不同焦化厂的生产条件、生化处理工艺和稀释水质的条件都不相同，在生产的过程中产生的水质也不相同。但是对于每一个焦化厂的焦化废水常规处理后的出水中基本都存在：有机废物、悬浮物、含盐量、含油量和硬度过高现象。 （二）焦化废水回用的方式 焦化废水在经过深度处理之后，在钢铁企业内部可以用作烧结

4、和炼铁等工艺喷渣，在焦化厂内部可用作循环水补充水、生化外排稀释水、道路冲洒及绿化用水等。工艺喷渣、绿化用水量相对废水的产量较小，然而焦化行业每年需要用大量的新水来补充工业循环水，其循环水系统对水质要求并不高，因此将焦化废水深度处理后用于工业循环水系统的补水是一个很不错的选择，也越来越被大多数企业采纳认可。 焦化废水深度处理的方法 物理方法 使用物理的方法处理焦化废水的重点就在于废除水中的矿物质和悬浮液、油类等物质，其中常用的物理处理焦化废水的方法主要有过滤法和膜分离法。 过滤法 过滤法就是通过将焦化废水通过设有孔眼的装置，或者是通过某种介质组成的过滤层，当污水通过过滤层的时候就可以过滤出污水中

5、悬浮液。主要是利用颗粒介质的截流、惯性碰撞、筛分、表面勃附等作用,将水中悬浮物去除。一般用于过滤焦化废水的过滤器主要有压力式和重力式两种。然而传统的过滤方法对水质的改善作用不明显，因此常常作为深度处理工艺的预处理单元。 2.膜分离法 膜分离法是通过利用膜的选择透过性对废水进行分离和提纯的方法。其机理是，利用多孔滤膜，利用液液分散体系中两相与固体膜表面亲和力不同而达到分离的目的。在焦化废水中使用膜分离的技术有反渗透性、微滤、超滤和纳滤等，反渗透和纳滤膜通常使用的材料有醋酸纤维素系、乙烯系聚合物和共聚物、聚亚酞胺等。超滤和微滤通常使用的材料有聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚矾、聚苯乙烯等。反渗透法和纳滤

6、用于除去废水中的硬度和含盐量；超滤和微滤用于清除废水中的悬浮液和微生物。由于膜分离方法可以有效的去处焦化废水中大部分污染，出水水质也相对较好电导率低，正被广大焦化公司所采用。然而该种方法仍然有一定量的浓水产生（约 20%-30） ，因此选用该种工艺需要对这部分浓水的去处进行合理规划。 （二）化学法 化学处理法就是用于处理废水中不能通过物理方法和生化方法除去的污染物和溶解性的物质，还可以通过将焦化废水中有污染的物质转化为无毒无害的物质，从而达到水质的要求。常见的化学方法主要有化学絮凝法和氧化法。 1.化学絮凝法 化学絮凝法在处理焦化废水的原理是：由于双电层和某些物理的因素，当加入某种交替粒子的时

7、候，因为物质之间的电性不同从而发生凝结的作用。当发生凝结作用之后，胶体粒子就会失去其原有的稳定性，从而不稳定的胶体粒子相互碰撞生成大颗粒。当加入絮凝剂的时候，胶体粒子碰撞形成的大颗粒会发生离子化反应，并在离子表面形成共价键。为了克服离子之间的排斥力，絮凝剂在搅拌的同时，在布朗运动的影响下使得粒子之间发生碰撞，当粒子逐渐接近时,氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒。絮凝剂主要分为复合型、有机和无机絮凝剂三类。化学絮凝法可有效降低焦化废水中的 COD、F 离子等污染物，如果结合软化药剂还可以降低废水的硬度。该方法常作为深度处理的预处理工艺。 化学氧化法 化学氧化法就是将废水中的污染物通过氧化反应将

8、其分解，将废水中溶解的有机物转化为无毒无害的、能和水分离的物质。一般化学氧化法主要分为氧化剂氧化法、湿式催化氧化法和臭氧氧化法。氧化剂氧化法是通过将废水中的污染物强氧化剂氧化而达到一定的标准的处理方法；湿式催化氧化法是将废水先放置在一个密闭的容器之内，在一定的温度和压力之下通入氧气作为氧化剂在催化剂作用下进行氧化和催化的方法；臭氧氧化法是利用臭氧在水中产生的强氧化剂的物质，氧化水中的有机污染物质，从而达到净化的作用。通过化学氧化废水中的有机污染物可大大降低，满足新的排放指标，经过深度处理后的废水可回用于循环冷却水的补水。但是该种方法能耗较高，单位水量的处理成本要高于膜分离法。该方法可用于膜分离

9、法产生的浓水处理，作为浓水处理的一种手段。 （三）物理化学法 物理化学的方法的使用范围广，适应性广，处理也比较彻底，但是有些新兴的物理化学方法目前还不够成熟。常见的物理化学法主要有吸附法、电化学法。 1.吸附法 吸附法就是利用吸附剂的吸附性，将废水中溶解性的有机物吸附在表面而达到的分离效果。根据固体表面吸附能力的不同，吸附方法又分为表面吸附、专属吸附和离子交换吸附。常规的表面吸附工艺主要采用活性炭吸附，对于吸附剂的消耗成本太高，而专属吸附和离子交换吸附工艺目前工程应用还不够成熟。 2.电化学法 电化学法主要分为三种，电凝聚法、电火花法和电气浮法。电凝聚法是充分利用溶解性电极电解废水，它能吸附凝

10、聚废水中的悬浮液和胶体物质，然后沉淀悬浮液和胶体；电气浮的方法是通过不溶解性电极进行点解，在电解分解作用和初生态的微小气泡的上浮作用下，破坏了胶体，使得胶体附在气泡随着上升；电火花法是使用交流电废除水中的有机物的过程，在电场的作用下通过导电颗粒生成电火花，在电火花和氧的作用下氧化分解有机物。电化学法目前在一些焦化工厂内有小规模的应用，但因该工艺的电耗较高且电极设备的故障率较高，目前仍多处于中试阶段。 四、焦化废水深度处理技术评价及工艺 焦化废水的处理方法有很多，每一项处理方法都有其自己的优点和缺点。由于焦化废水中的成分比较多，单单一种工艺很难达到处理要求，因此在实际的应用中常常是多种工艺结合，

11、这样才能满足相应的水质标准。在目前焦化行业中应用比较广泛的深度处理工艺流程中，常见的预处理的方法就是化学沉淀和机械过滤，主体的处理工艺一般都是采用超滤+反渗透法。 然而目前反渗透工艺的回收率只能达到四分之三左右，剩余约四分之一的浓水如果不得到妥善的处置在排放的过程中也会对环境造成二次污染。 结束语 目前，在新的排放标准下对于焦化废水的深度处理和回用，不仅有利于降低企业的新水消耗量，同时也能维护环境和减少水资源的浪费。通过对几类处理方法进行研究，膜技术在焦化废水中已经成为了处理的关键点，但是膜分离后产生的浓水如何妥善处理，还需要进一步的研究。参考文献 1张垒,薛改凤,刘尚超,张楠,段爱民.焦化废水深度处理及回用技术研究进展J.化学工程与装备,2011,07:196-198. 2王丽娜,张垒,段爱民,刘尚超,张楠,刘刚.焦化废水深度处理及回用技术研究进展J.武钢技术,2012,01:48-51. 3肖蓉蓉,江传春,杨皓洁,杨平.焦化废水深度处理技术研究现状及其回用J.四川化工,2010,06:44-48. 4田永淑,侯润欣.焦化废水深度处理技术研究进展J.河北联合大学学报(自然科学版),2013,03:113-116.