1、焦化废水处理技术研究进展 1 引言 - z1 M/ Y i“ W: h2 m3 P 焦化废水产生于炼焦、制气过程，废水排放量大、水质成份复杂， 除含有氨、氰、硫氰根等无机污染物外，还含有酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及 多环芳香族化合物（PAHs） 。多环芳烃不但难以生物降解，通常还是致癌物质，因此焦化 废水的大量排放，不但对环境造成严重污染，同时也直接危胁到人类的健康。* D: 5 / O4 q# g9 P 初期的焦化厂大多采用传统活性污泥法来处理焦化废水。但是，进入 90 年代后，随着人们 环保意识的提高，我国逐渐增大了污染控制的力度，制定了更为严格的排放标准。96 年颁 布的污水综合
2、排放标准 （GB8978-1996）中不但增加了 NH3-N 指标（NH3-N15mg/L ） ， 而且 CODcr 的排放标准也更为严格（CODcr 150mg/L ） 。经传统活性污泥法处理后的焦化 废水，特别是 CODcr、NH3-N 两项指标，已很难达到排放标准的要求。根据冶金部 1997 年 的调查1，90%以上的焦化厂处理后的 CODcr、NH3-N 无法达标。为了提高 CODcr 及 NH3- N 的去除率，近年来人们从微生物、工艺流程及反应器几方面着手进行了大量的研究开发 工作，这些工作主要集中于生化处理技术和化学处理技术的研究。6 g. _4 a9 r6 S/ * f“ N;
3、 ! C 2 生物强化技术进展 0 b. K- ? L L1 0 y+ M/ L# j 生物强化技术，就是为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛 选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质的方 法。投入的菌种与底质之间的作用主要包括直接作用和共代谢作用2。 ) : 8 $ b+ |9 c. v8 W5 # O3 P 生物强化技术产生于 20 世纪 70 年代中期，由于它能在不 扩充现有的水处理设施基础上，提高其水处理的范围和能力，因此近年来它在现代废水治 理中的应用日益受到人们重视。针对目前我国焦化废水处理现状，将生物强化技术与普通 生化工
4、艺技术相结合无疑是一条比较实用的思路。 / . a) m q“ h# . |# M3 J9 h 萘和吡啶是焦化废水中含量较高的典型难降解有机物。王景等人 3通过驯化富集培养，从处理焦化废水的活性污泥中分离出两株萘降解菌 WN1、WN2 和 1 株吡啶降解菌 WB1。研究了投加高效菌种及微生物共代谢对焦化废水生物处理的增强作 用。结果表明，投加共代谢初级基质、Fe3+和高效菌种均能促进难降解有机物的降解，提 高焦化废水 COD 去除率，当三者协同作用时，效果更好。0 p v8 P: f, P8 u3 c9 e V 蔡建安等人 5在三相气提升循环流化床处理焦化废水的研究中， 使用不加稀释的焦化污水
5、原水，以 NaH2PO4 为外加磷源，通过控制饲入流量来改变 A1LR（内循环侧边沉降式三相气提升流化床反应器的处理负荷） 。当 COD 进水负荷由 2.75kg/（dm3）增至 13.04 kg /（d.m3）时，出水酚浓度为 0.43-1.57mg/L，去除率在 99.5- 99.8%，在高浓度酚、氰和 COD 冲击下亦能保持良好的相对稳定性，曝气量约为活性污泥 的 1/4-1/3。8 j r4 固定化微生物技术进展 / r; C5 N6 0 h9 t2 W“ G 固定化微生物技术，是国际上从 60 年代后期开始迅速发展的一项 技术，它是通过化学或物理手段将游离的微生物固定在载体上使其高度
6、密集，并使其保持 活性反复利用的方法。最初主要用于工业微生物发酵生产，70 年代后期开始应用于废水处 理。固定化微生物技术目前国内还没有一个统一的分类标准，方法也多种多样，主要有结 合固定化、交联固定化、包埋固定化和自身固定化等几种方法。“ u8 |* G! H h9 c, c E2 , K5. A-A/O 工艺 3 o# |+ L8 L- H a$ M; A-A/O 工艺，即厌氧缺氧好氧组合工艺，由三段生物处理装置 组成，根据微生物存在形式不同，A-A/O 工艺又包括活性污泥法和生物膜法。 . X7 C, z2 M7 M A1 f2 5 XMin Zhang 等人16对厌氧缺氧好氧（-/O）
7、固定床生物 膜系统处理焦化废水进行了研究。试验结果表明，该系统能稳定有效地去除 NH3-N 和 CODcr。当系统总的水力停留时间（HRT）为 31.6h 时，出水中 NH3-N 和 CODcr 的浓度分别 为 3.1mg/L 和 114mg/L，去除率分别为 98.8%和 92.4%。间歇测试结果表明，厌氧处理不同 于缺氧处理，与缺氧处理相比，厌氧处理中酚的去除率较低，而复杂的大分子有机物的去 除率较高，其生物降解能力比缺氧处理高。 # 8 I“ N# T. T$ z v5 H8 V: D 为克服悬浮污泥易流失、耐水质和水量冲击负荷能力差、运行 不够稳定的缺点，吴立波等人17 以焦化废水为研
8、究对象采用厌氧缺氧好氧工艺流程 （A-A/O） ，并在好氧段投入球形填料形成复合反应器，对焦化废水进行处理。试验结果表 明，好氧复合反应器中附着相污泥浓度高于悬浮相污泥浓度，附着相污泥对焦化废水中苯 酚、喹啉和氨氮三种代表性污染物的降解能力和抗抑制能力均高于悬浮相污泥。+ T! J2 V5 w# d9 李咏梅18用厌氧酸化缺氧好氧（ A-A/O）生物膜法对上海焦化厂废水进行处理。试验 结果表明，当进水 COD 为 600-1000mg/L，氨氮为 200-280mg/L 时，为同时达到较好的有机 物质去除和脱氮效果，系统的 HRT 至少应为 34.5h，混合液回流比为 4.0-5.0，好氧段
9、pH 值 应保持在 7.8-8.0，出水剩余碱度在 100-200mg/L。在缺氧段中需加入甲醇作为外加碳源， 甲醇与硝酸氮的比为 2.58：1 为宜。 2 T“ r6 * M6 e5 L w - D“ T- K a5.2 SBR 工艺 6 f# V; G( 8 a# J9 M8 FSBR 是近年来开发的活性污泥新工艺，它在同一反应器内，通过程序 化控制充水、曝气反应、沉淀、排水、排泥等五个阶段，顺序完成缺氧、厌氧和好氧过程， 实现对废水的生化处理。实践证明 SBR 工艺用于处理高浓度和难降解的有机物及生物脱除 氮磷硫时，均可获得比常规活性污泥法好得多的出水水质。9 j h# l$ Q; K$
10、 8 R Hanqing Yu 等人 19用 SBR 工艺处理焦化废水。结果表明，采用曝气段前后各进行一段缺氧 处理的方式比采用其它方式（前置反硝化和后置反硝化）脱氮效果更好。4h 的缺氧处理可 使进水中的一些基质储存在生物体中，从而导致在第二次缺氧阶段进行反硝化。在以上条 件下，NH3-N 和 CODcr 的去除率分别为 82.5%和 65.2%。进水中一些易于生物降解的有机物， 例如酚和甲酚被用作反硝化阶段的碳源。16h 的曝气显著降低了甲酚、3，4-二甲酚和 2-喹 啉乙醇的浓度，但喹啉、异喹啉、吲哚和甲基喹啉的去除不明显。 “ G 考虑到传统的 A/O 或 A-A/O 工艺对焦化废水的
11、处理难以使其 COD 降到 100mg/L 以下，李春 杰等人21在 SBR 反应器中引入 PVDF（聚偏氟乙烯）中空纤维膜，即采用一体化膜序批生 物反应器（SMSBR）来强化处理焦化废水。初步研究结果表明，在 HRT 为 32.7h，泥龄 （SRT）为 600d，平均 COD 容积负荷为 0.45kg/（dm3）的条件下，膜出水中 COD 可以稳 定在 100mg/L 以下（平均为 86.4mg/L） 。膜所截留的 COD 在后续反应中得到进一步降解而 未产生显著积累；在保证温度和碱度情况下，出水 NH3-N 浓度低于 1mg/L。在这一过程中， 膜污染速率较快。 2 G) i. v# I3
12、 Y! Q! Q4 i9 j6 化学技术进展- Q* 5 v! V% C 6.1 催化湿式氧化技术 “ H5 z. j I* 催化湿式氧化技术是在高温、高压状况下，在催化剂作用下，使用空气将废水 中的氨氮和有机污染物氧化，最终转化成无害物质 N2 和 CO2 排放。该技术的研究始于 70 年代。炼焦化工、石油化工，特别是有毒污染物如：农药、染料、橡胶、合成纤维、易燃、 易爆及难于生物降解的高浓度废水都适合于催化湿式氧化处理22。1 5 , i6 J# F N5 j/ ! A+ Q; R$ d6.3 利用烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水 3 + F0 X% 5 x2 u- G3 a3 X#
13、M) q“ n; M 近年来，随着排放标准的日益严格，各国学者在焦化废水处理技术方 面进行了一些新的、有益的探索。生物强化技术可在现有污水处理设施的基础上，提高水 处理的范围和能力，比较适合目前我国焦化行业污水处理的现状；固定化微生物技术、生 物脱氮技术及生物流化床技术则从微生物、工艺流程以及反应器各个方面，对传统生化处 理技术进行了改进，在焦化废水处理中将有良好的应用前景；化学技术为焦化废水的处理 提供了一种新思路，与生化技术相比，该方法工艺简单、反应速度快、净化率高，但缺点 是投资与处理费较高。$ l0 . N p+ M4 S- 摘要：焦化废水是一种氨氮和有机物浓度较高的难生化降解有机废水。本文系统地介绍了 国内外近年来在焦化废水处理方面的研究进展。生物强化技术可以在原有设施基础上提高 处理范围和处理能力，比较适合我国焦化废水处理的现状；固定化微生物技术、生物脱氮 技术及生物流化床技术对传统生化处理技术进行了有效的改进，在焦化废水处理中将有良 好的应用前景；与生化技术相比，化学技术的工艺简单、反应速度快、净化率高，但缺点 是投资与处理费较高。 本文来自海川化工论坛网,技术交流内容未经许可禁止转载（ ） ，详细出处参 考:
