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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 焦化废水处理技术的应用与讨论进展双击自动滚屏焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,其中含 有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物,成分复杂,污染物浓度高、色 度高、毒性大,性质特别稳固,是一种典型的难降解有机废水；它的超标排放对人类、水 产、农作物都构成了很大危害；如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题,已成为摆在 人们面前的一个迫切需要解决的课题；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及氨氮等指标仍旧很难达标；针对这种
2、状况,近年来国内外学者开展了大量的讨论工作,找到了很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；目前,活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术；这种方 法是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取和吸附,并最终氧化为最终产物（主要是 物,然后被代谢和利用 1 ；基本流程如图CO2）；非溶解性有机物先被转化为溶解性有机 1 所示；图 1 生物处理法基本流程但是采纳该技术,出水中的COD Cr、BOD 5
3、、NH3-N 等污染物指标均难于达标,特殊是对NH3-N 污染物,几乎没有降解作用；近年来,人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着 手,讨论开发了生物强化技术：生物流化床,固定化生物处理技术及生物脱氮技术等；这 些技术的进展使得大多数有机物质实现了生物降解处理,出水水质得到了很大改善,使得 生物处理技术成为一项很有进展前景的废水处理技术；合肥钢铁集团公司焦化厂、安阳钢铁公司焦化厂、昆明焦化制气厂采纳A/O（缺氧 / 好氧）法生物脱氮工艺,运行结果说明该工艺运行稳固牢靠,废水处理成效良好,但是处理设施规模大,投资费用高；上海宝钢焦化厂将原有的 A/O 生物脱氮工艺改为 A/OO工艺,污水处理成效
4、优于 A/O 工艺 2 ,运行成本有所降低,成效明显；总的来看,生物法具有废水处理量大、处理范畴广、运行费用相对较低等优点,改进后的新技术使焦化废水处理达到了工程应用要求,从而使得该技术在国内外广泛采纳；但是生物降解法的稀释水用量大,处理设施规模大,停留时间长,投资费用较高,对废水的水质条件要求严格,废水的pH值、温度、养分、有毒物质浓度、进水有机物浓度、溶解氧名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量等多种因素都会影响到细菌的生长和出水水质,这也就对操作治理提出了较高要求；2 化学处理法2.1 催化湿式氧化技术催化湿式氧
5、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N和 CO排放；该技术的讨论始于20 世纪 70 岁月,是在Zimmerman的湿式氧化技术的基础上进展起来的；在我国,鞍山焦耐院与中科院大连物化所合作,曾经胜利地研制出双组分的高活性催化剂,对高浓度的含氨氮和 有机物的焦化废水具有极佳的处理成效 3 ；湿式催化氧化法具有适用范畴广、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；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 焚烧法焚烧法
6、治理废水始于 20 世纪 50 岁月；该法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 机物灰分；CO和 HO及少许无焦化废水中含有大量 NHN物质, NH在燃烧中有 NO生成, NO的生成会不会造成二次污染是采纳焚烧法处理焦化废水的一个敏锐问题；杨元林 4 等通过讨论发觉 ,NH3在非催化氧化条件下主要生成物是 N,不会产生高浓度 NO造成二次污染；从而说明,焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法；然而,尽管焚烧法处理效率高,不造成二次污染,但是其昂贵的处理费用（约为 167 美元 t 5 ）使得多数企业望而却步,在我
7、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,微生物快速反应,可除去废水中的酚、氰等污染物,并降低其COD、BOD值,同时仍可起到脱色、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,操作治理简洁便利；但是,这种方法也存在投资高、电耗大、处 理成本高的缺点；同时如操作不当,臭氧会对四周生物造成危害；因此,目前臭氧氧化法 仍主要应用于废水的深度处理；在美国已开头应用臭氧氧化法处理焦化废水 6 ；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（520 eV ）、紫外线等多效
8、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 范畴广、处理量大的新型环保技术,目前仍处于讨论阶段；有讨论说明 7 ,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,具有进展前景；但处理装置费用较高,有 待于进一步讨论开发廉价的处理装置；2.5 光催化氧化法名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 光催化氧化法是由光能引起电子和间隙之间的反应,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
9、表面 , 便可以参加和加速氧化仍原反应的进 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 8 ；高华等 9 在焦化废 水中加入催化剂粉末,在紫外光照耀下鼓入空气,能将焦化废水中的全部有机毒物和颜色有效去除；在正确光催化条件下,掌握废水流量为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；目前,这种方法仍仅停留在理论讨论阶段；这种水处理方法能有效地去除废水中的污 染物且能耗低,有着很大的进展潜力；但是有时也会产生一些有害的光化学产物,造成二 次污染；由于光催化降解是基于体系对光能的吸取,因此,要求体系具有良好的透光性
10、；所以,该方法适用于低浊度、透光性好的体系,可用于焦化废水的深度处理；2.6 电化学氧化技术电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表 面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化仍原转变；目前的讨论说明,电化学氧化法 氧化才能强、工艺简洁、不产生二次污染,是一种前景比较宽阔的废水处理技术；Chang等10 用 PbO2/Ti作为电极降解焦化废水；结果说明：电解2 h 后, COD值从2143 mg/L 降到 226 mg/L ,同时 760 mg/L的 NH3-N 也被去除；讨论仍发觉,电极材料、氯化物浓度、电流密度、pH值对 COD的去除率和电化学反应过程中的电
11、流效率都有显著影响；梁镇海等 11 采纳 Ti/SnO 2+Sb2O3+MnO 2/PbO2 处理焦化废水,使酚的去除率达到 95.8 ,其电催化性能比 Pb电极优良,比 Pb 电极可节约电能 33；2.7 化学混凝和絮凝化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒,以降低废水的浊度和色度,但对可溶性有机物无效,常用于焦化废水的深度处理；该法处理费用低,既可以间歇使用也可以连续使用；混凝法的关键在于混凝剂；目前一般采纳聚氯化铝和聚丙烯跣胺作混凝剂 去除成效较好 , 但对色度、 F-的去除成效较差；浙江高校环境讨论所卢建航等, 对 COD Cr 的12 针对上海宝钢
12、集团的焦化废水,开发了一种专用混凝剂；试验结果发觉：混凝剂正确有效投加量为300 mg/L ,正确混凝 pH范畴为 6.06.5 ；混凝剂对焦化废水中的 COD Cr、F-、色度及总 CN都有很高的去除率 , 去除成效受水质波动的影响较小,混凝 pH对各指标的去除成效有较大的影响；絮凝剂在废水中与有机胶质微粒进行快速的混凝、吸附与附聚,可以使焦化废水深度处理取得更好的成效 13 ；马应歌等 14 在相同条件下用 3 种常用的复合型聚氯化铝类絮凝剂,PFSC 和高铁酸钠 Na2FeO4 处理焦化废水 , 试验结果说明 , 高铁酸钠具有优异的脱色功能,优良的 COD去除、浊度脱除性能,形成的絮凝体
13、颗粒小、数量少、沉降速度快、且不形成二次污染；3 物理化学法3.1 吸附法名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 吸附法就是采纳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固的化学性质,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；上海宝钢曾于 1981 年从日本引进了焦化酚氰废水三级处理工艺,但在二期工程中没有再建第三级活性炭吸附装置,以上所述就是缘由之一 2 ；山西焦化集团有限公司利用锅炉粉煤灰处理来自生化的焦化废水；
14、生化出口废水经过粉煤灰吸附处理后,污染物的平均去除率为 54.7 ；处理后的出水,除氨氮外,其它污染物指标均达到国家一级焦化新厂标准 , 和 A/O 法相近,但投资费用仅为 A/O 法的一半 15 ；该方法系统投资费、运行费都比较低,以废治废,具有良好的经济效益和和环境效益；但是,同时存在处理后的出水氨氮未能达标和废渣难处理的缺点；刘俊峰等 16 采纳高温炉渣过滤 , 再用南开牌 H-103 大孔树脂吸附处理含酚 520 mg/L 、COD 3200 mg/L 的焦化废水 , 处理出水酚含量 0.5 mg/L,COD80 mg/L, 达到国家排放标准；黄念东等 17 讨论了细粒焦渣对焦化废水的
15、净化作用；他们对颗粒大小、pH、溶液滤速等各种因素对吸附才能的影响因素作了考察,结果显示,含酚30 mg/L 的液体,在流速为4.5 mL/min ,pH 为 22.5 ,温度 25的条件下,酚的去除率为 98；3.2 利用烟道气处理焦化废水 由冶金工业部建筑讨论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 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,氨气与烟道气中的 SO2 反应生成硫铵 18 ；SS这项专利技术已在江苏淮钢集团焦化剩余氨水处理工程中获得胜利应用；
16、监测结果表明,焦化剩余氨水全部被处理,实现了废水的零排放,又确保了烟道气达标排放,排入大19 ；气中的氨、酚类、氰化物等主要污染物占剩余氨水中污染物总量的1.0 4.7 该方法以废治废,投资省,占地少,运行费用低,处理成效好,环境效益特别显著,是一项特别值得推广的方法；但是此法要求焦化的氨量必需与烟道气所需氨量保持平稳,这就在肯定程度上限制了方法的应用范畴；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；从而削减了排污,降低了运行等费用 20 ；但是此时的污染物转移问题也值得 考虑；5 结 论焦化废水治理技术能否胜利应用,主要受3 个因
17、素制约：处理成效、投资运行费用以及是否会造成二次污染；目前的各种治理技术仍不能完全满意这三方面的要求；它们各有 优缺点,这就需要因地制宜地挑选适合自身特点的技术方法,以及对现有方法的有机结合 来取得比较中意的成效；同时,仍要进一步讨论开发处理成效更好、投资运行费用更低、无二次污染、易于操作治理的新技术,这样才能更加适合国情,才会有更宽阔的进展前 景；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考文献1 毛悌和化工废水处理技术北京：化学工业出版社,2000. 169 2 魏国瑞,李国良宝钢焦化废水处理新工艺探究燃料与化工,20
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19、000. 185 7 张 瑜,江白茹钢铁工业焦化废水治理技术讨论工业安全与环保,2002,28（7）： 57 8 孙德智环境工程中的高级氧化技术北京：化学工业出版社,2002. 277 9 高 华,刘 坤紫外光催化氧化处理焦化废水中有机毒物的讨论青岛医学院学报, 1996,32（3）： 203206 10 Chiang L C,Chang J E Electrochemical oxidation process for the treatment of coke-plant wastewaterJ Envir. Sci. Health,1995,30（4）：753771 11 梁镇海,许文林
20、焦化含酚废水在 程, 1996,25（3）： 3740 Ti PbO2电极上的氧化处理稀有金属材料与工12 卢建杭,王红斌焦化废水专用混凝剂对污染物的去除成效与规律环境科学,2001,21（7）： 6568 13 刘翠华,何选明. 絮凝剂在焦化废水再净化中的应用. 武汉冶金科技高校学报,1999,22（1）:4245 14 马英歌,张清友不同絮凝剂处理焦化废水的讨论环境污染与防治,2002,24（1）： 1618 15 张昌鸣焦化废水净化及回用技术讨论环境工程,1999,17（1）： 1619 16 刘俊峰,易平贵过滤树脂吸附法处理焦化废水的讨论煤化工,2002,100（3）： 5962 名师
21、归纳总结 17 黄念东,夏畅斌细粒焦渣对废水中酚的吸附讨论湘潭矿业学院学报,2000,15第 5 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2）： 6366 18 冶金工业部建筑讨论总院和北京国纬达环保公司烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法中国：98101337.6 ,1998-04-08 19 程志久,殷广瑾烟道气处理焦化剩余氨水的讨论环境科学学报,2000,20（5）： 639641 20 周国成焦化废水处理化工给排水设计,1995,4：914 （收到修改稿日期：2003-09-10 ）1 第一作者：魏新利,男,1956 年诞生,博士,教授,现任郑州高校化工学院院长,主要从事废水处理技术与设备讨论；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页