焦化废水处理技术的应用与研究进展

樊博

【摘要】本研究通过分析了焦化废水的来源及危害，进一步探讨了焦化废水处理技术的应用与研究进展，分析了各种处理方法的优缺点。

【关键词】焦化废水 废水处理 应用 研究进展

焦化废水是在工业生产过程中常见的一种废水，废水中含有大量的有毒有害物质，严重的威胁到人类的健康，同时造成了环境的污染。本研究从焦化废水处理技术的应用谈起，指出各种现在已有的处理方法，并对其研究进展做进一步阐释。

一、焦化废水的来源及危害

焦化废水的主要来源是工厂的炼焦和制气的生产过程中，主要有氨水、酚水和其他生活污水等。其中剩余氨水中的酚氰废水主要来自于是冶炼焦化厂，废水中的氨浓度较高，在炼焦的过程中煤炭自带的水、干馏过程中产生的水和蒸汽冷凝水三者共同组成，大约每百吨的煤炭使用中就会产生10吨到14吨的焦化废水。

由于焦化废水的组成复杂，水质质量变化明显，且多含有难以降解的毒性物质，生化处理难度较大。焦化废水中的氰芳环、稠环、杂环化合物对于环境生物均有一定的毒副作用。一旦这些有毒废水排进自然水体中，首先危害水中生物的健康，并在生物中富集，随着食物链的上升，最终毒害人体。因此进行焦化废水的处理，去除其中的有害物质对于保护人类健康和维护生态环境稳定具有重要意义。

二、焦化废水处理技术的应用与研究

（一）物理法

物理法是通过不同物质的物理特性的不同将废水中的有害物质分离出来的一种处理方法，在物理法处理过程中一般不会影响污染物的化学性质。目前常用的物理法包括吹脱法、吸附法、萃取法等。吹脱法是向废水中充入气体从而将部分有害物质随着气体的排出而带走，达到进化水质的目的，该法对于氨氮的去除作用较为明显，效果相对稳定。

吹脱法操作简单方便，容易控制，但去除污染物的种类仅限于氨氮，对于其他物质较难去除，另外吹脱后水中污染变少，但污染了空气环境，实用意义不大。其他几种方法对于去除污染物具有一定的效果，但一般去除难度较大或去除成本过高，难以进行大规模推广应用。

（二）化学法

化学法是利用向污水中添加化学物质，与污染物发生化学反应从而达到去除污染物或降低污染物毒性的作用。传统的化学法去除污染物通常是向污水中添加絮凝剂，生成不溶于水或难溶于水的物质，产生沉淀，从而净化水质的作用。近些年对于使用磷酸铵镁MgMH4PO4·6H2O进行化学沉淀的研究较为广泛，尤其是处理氨氮废水的效果明显。

其作用原理是使废水中的NH4+与Mg2+和PO43-反应生成难溶于水的磷酸镁盐结晶和磷酸铵盐结晶，从废水中分离出来，分离出来的物质还可以用于农业生产中。经过化学处理后氨氮盐的浓度依然较高，因此在使用化學法处理后还应通过生物法继续处理。其他的处理方法还有折点加氯法、离子交换法等，但这些方法的操作成本较高，使用次数较低。

（三）生化法

生化法是利用微生物的作用处理降解废水中的污染物，目前此种方法是应用范围最广且具有一定效果的方法之一。最近的研究中，为提高微生物降解的效率，开发了多种新型的生化处理方法，包括活性污泥法、生物膜法、生化流化床、固定化生物处理技术和生物脱氮技术等。这些处理方法的应用使得废水中的更多的难降解物质被生物降解，大大提升了降解后的废水水质。

（四）物化法

在经过生化法处理后的废水仍存在部分难以被降解的物质，如吲哚、咔唑、喹啉等芳香族化合物，这些物质已经成为影响生化处理后废水水质的重要污染物，此时应用物化法可以有效的去除这些污染物。常用的物化法包括吸附法和氧化法，目前常常在焦化废水处理前进行预处理和生化法处理后的进一步处理。

吸附法是利用粉煤灰将焦化废水中COD、挥发性酚类物质、油等物质去除，最直观的感受是处理后的焦化废水颜色明显变澄清，该方法同时解决了粉煤灰的综合利用问题，成本几乎为零。目前山西已经建成了世界第一家采用此法的焦化废水处理厂，应用此法处理后的废水各项指标均达到国家废水排放标准。

氧化法是利用芬顿试剂这种强氧化剂对于焦化废水中的难以被普通化学氧化法处理的污染物进行处理，使用该氧化剂后废水处理速度较快，对于反应的环境要求较低，也不会产生二次污染等。国内的研究学者对芬顿试剂的处理效果进行了相关的研究，结果表明该试剂处理后COD去除率可达到70%以上，处理后水质达到污水一级排放标准，其在污水的预处理和深度处理上优势明显，因此近年来该方法已逐渐受到更多人的重视。

（五）其他新处理技术

上述的各种焦化废水处理方法的单一使用都不能完全很好的完成全部污染物的处理，因此部分学者对于A/O进行了改进，提出了AA/O、A/OO、AA/OO、OA/O等新处理工艺，这些工艺对于提高焦化废水处理能力上具有一定的提升，但处理后的废水通常只能达到国家二级排放标准。还有一些组合处理方法如A/O+催化氧化法和HSBEMBM+O/A/O生物脱氮法开始被焦化工厂采用。

A/O+催化氧化法是在A/O的处理阶段对废水进行硝化和反硝化，催化氧化阶段通过添加强氧化剂和催化剂进行氧化。此种处理方法由于需要大量铺设管路，占地面积较大，过程中需要大量使用强酸、强碱和强氧化剂对于管道设备的材质要求较高，且设备的维护成本和维护难度较大。

HSBEMBM+O/A/O生物脱氮法需要两个独立的污泥处理系统，使用粉末状活性炭作为运送HSBEMBM微生物的载体，通过活性炭的吸附作用，对污水起到净化的作用。该种微生物的适应能力较强，不易被流水带走。微生物在流化床内生长后，污水的硝化和反硝化过程明显加速，应用污泥时要、需要使用碳源浓度较高的污泥，提高硝化反硝化能力。该方法处理焦化废水工艺相对简单，设备占地也较小，但单位面积的投资金额较大。

三、结语

焦化废水处理技术的应用方法中包括物理法、化学法、生化法、物化法及其他一些新处理技术。实际应用时需要根据焦化废水中的污染物情况进行合理选出处理方法，获得最佳的处理效果。

参考文献：

[1]潘碌亭，吴锦峰.焦化废水处理技术的研究现状与进展[J]. 环境科学与技术，2010.

[2]蔺起梅，杨小红.焦化废水处理技术的应用与研究进展[J]. 环境研究与监测，2006.