焦化废水

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北极星水处理网讯:焦化废水是一种高浓度、高污染的有机废水，毒性大、可生化性差，是钢铁行业最难处理的废水。目前钢铁企业普遍采用预处理+生化处理+混凝沉淀工艺，出水常用于湿法熄焦、煤场散水等对水质要求不高的用户。随着国家环保标准日益严格，水资源日益短缺，焦化废水深度处理回用于钢铁生产日益迫切。

焦化废水主要是指煤炭炼焦、煤气净化、化工产品回收和化工产品精制过程中产生的废水。由于受原煤性质、产品回收、生产工艺等因素的影响，废水成分极其复杂。焦化废水中的有机物主要是酚类化合物，占总有机物的一半以上，剩余的有机物主要是含硫、氧、氮的杂环有机物和多环芳香族有机物。焦化废水排放量大、成分复杂、处理难度大，很难回用或达标排放。因此，降低焦化废水中污染物的浓度，提高废水的回用率是一个亟待解决的问题。

一.导言

焦化废水是煤的高温干馏、气体净化和化工产品精制过程中产生的高浓度有机废水。其成分非常复杂，含有苯酚、苯、吡啶、吲哚、喹啉等有机污染物，以及氰化物、硫化物、氨氮等有毒有害物质，废水色度高。

处理前焦化废水COD浓度为3000 ~ 5000 mg/L，氨氮浓度为300 ~ 500 mg/L，可见焦化废水是典型的高污染、高毒性、难降解的工业废水。

目前国内大部分企业采用预处理重力脱脂、浮选脱脂、污水调节、生物脱氮处理、后混凝处理，基本可以实现达标排放。然而，排放的焦化废水仍然会对水体产生负面影响，许多企业已经开始探索如何将需要排放的废水经过深度处理后回用于生产，实现焦化废水不外排。

此外，焦化厂循环冷却水使用后，水中的钙、镁、氯、硫酸根离子、溶解固体和悬浮固体相应增加，而空气体中的污染物，如灰尘、杂物、可溶气体和换热器材料的泄漏等，均可进入循环冷却水系统，造成焦化厂循环冷却水系统中设备和管道的腐蚀和结垢，导致换热器传热效率降低，甚至过水截面减小。

焦化厂循环冷却水系统中的结垢和腐蚀也与微生物的繁殖密切相关。污垢和微生物粘液会引起垢下腐蚀，腐蚀产物会引起污垢。因此，要解决焦化厂循环水系统存在的这些问题，必须进行综合治理。

二、焦化废水深度处理技术

由于现有的焦化废水处理工艺难以满足日益严格的环保标准，从企业发展的长远角度出发，有必要对焦化废水进行深度处理。目前，焦化废水的深度处理技术主要有混凝沉淀、吸附、生化、高级氧化和膜分离。

1.混凝沉淀法。混凝沉淀法是在废水中加入一定量的混凝剂，使废水中难以沉淀或过滤的污染物通过物理或化学作用聚集成较大的颗粒，从而达到分离的目的。常用的混凝剂有聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)。目前研究的重点是开发新型高效的复合混凝剂。如宝钢使用M180复合混凝剂和邯钢使用JY-202复合混凝剂后，处理效果优于PFS等混凝剂。

2.吸附法。吸附法是利用多孔吸附剂的吸附作用去除焦化废水中的污染物。目前研究的吸附剂有活性炭、粉煤灰、褐煤、膨润土、焦粉、聚合物和吸附树脂。活性炭因其独特的孔结构和吸附性能，已广泛应用于焦化废水的深度处理，如浦项、中国省中钢和中国宝钢。同时，多种吸附剂也可以组合使用，如滤渣-树脂吸附、沸石-活性炭复合吸附等。

3.生化方法。目前深度处理焦化废水的生化方法主要有曝气生物滤池(BAF)和膜生物反应器(MBR)。BAF是一种新型生物膜工艺，对有机污染物、氮、磷等有很好的去除效果。其特点是集生物氧化和截留悬浮物于一体，省去了后续沉淀池，具有基建投资少、出水水质好、运行能耗低、运行费用低等优点。

MBR是膜技术与生物技术相结合的一种先进的废水处理方法。它主要是利用生物技术去除水中可生物降解的有机污染物，然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子，降低水浊度。MBR具有处理效率高、占地面积小、自动化程度高等优点，是最有前途的污水处理和中水回用技术。

4.高级氧化法。高级氧化法是指通过不同的途径生成高反应活性的羟基自由基，然后水中的有机污染物被其强氧化降解生成小分子物质，甚至直接转化为CO2和水。高级氧化能有效去除水中难降解有机污染物，具有处理效率高、无二次污染的优点。在焦化废水深度处理领域，Fenton氧化试剂法、臭氧氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法和超声波氧化法得到了广泛的研究和应用。

5.膜分离法。膜分离法是一种极具潜力和实用性的废水处理技术。其原理是通过在膜两侧施加浓度差、压差、电位差等驱动力，使废水中的成分选择性透过膜，从而达到分离净化的目的。膜分离技术在废水处理中的应用具有能耗低、效率高、工艺简单的特点。目前使用的主要膜分离技术有微滤、超滤、纳滤和反渗透[9]。近年来，在焦化废水深度处理领域，超滤-反渗透双膜焦化废水处理工艺得到了广泛的研究和应用。焦化废水经超滤-反渗透处理后，出水达到工业循环冷却水水质标准，可回用作网环补充水、锅炉软水补充水甚至部分替代新水。

三、焦化废水深度处理技术的研究方向

随着全球环保标准的日益严格，焦化废水深度处理技术将广泛应用于焦化废水处理领域，其主要研究方向集中在:

(1)吸附法和混凝沉淀法是目前广泛应用的焦化废水深度处理技术，今后的研究方向是开发高效、高选择性、无二次污染的混凝剂和吸附剂，以进一步降低处理成本，提高处理效果。

(2)MBR法和膜分离法具有处理效率高、占地面积小的优点。近年来，国内外已将它们应用于焦化废水的深度处理，并将成为未来焦化废水深度处理领域的关键技术。MBR法和膜分离法的主要研究方向是开发高效低成本的过滤膜。

(3)高级氧化法具有处理效率高、氧化速度快、无二次污染等优点，虽然大多数高级氧化技术仍处于实验室研究阶段，存在处理成本高或难以产业化的问题。但在焦化废水深度处理领域仍有广阔的应用前景。未来高级氧化法的研究重点是加快高级氧化法的工业化实施，同时开发低成本、高效的氧化剂和催化活性好、稳定性强、效率高的催化剂。

(4)开发焦化废水深度处理技术的组合工艺也是焦化废水深度处理领域的研究方向。虽然焦化废水的深度处理技术很多，但单一方法的处理效果达不到要求，而且每种方法都存在处理成本高的问题。在实际应用中，可以将一些技术结合起来互相学习。

目前，对焦化废水深度处理的技术研究很多，但在实践中，由于投资和运行成本高、技术产业化不成熟等问题，不能得到很好的应用。因此，一方面进一步研发处理效果好、投资和运行成本低、无二次污染、易于操作管理的新技术，另一方面将现有方法有机结合，取长补短，寻找最佳组合工艺，完善工艺使之最快产业化，将是焦化废水深度处理的发展方向。目前，焦化废水深度处理技术研究较多，工业化应用进程正在逐步推进。对钢铁企业来说，将焦化废水深度处理后回用于湿法熄焦、原料喷洒、烧结配料、高炉渣洗涤、转炉渣焖烧和循环水补水，最终实现零排放，将是其可持续发展的必然措施。

原标题:焦化废水深度处理及其研究现状

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