深度水处理技术在焦化废水处理中的应用

摘要：使用深度废水处理技术来处理焦化废水,能够保证焦化废水达到国家排放指标的要求,更好地实现工业化生产应用的突破,保障焦化工程环保达标,对于整个焦化行业废水处理工作有着较好的指导和参考作用。深度处理技术在废水处理中的应用和研究还有待完善,考虑到原水中存在较多的污染物,可能含有较多的重金属、有机物等,从而导致其有害成分差异较大,所以,无法选择公认的最佳处理技术,只能够在兼顾资源节约、环境友好的原则下,结合具体的水质、企业自身情况和环境情况进行合理有效的选择,从而达到国家的排放标准。

关键词：深度水处理技术；焦化废水；应用

1 焦化废水特征分析

焦化废水是配合煤在高温干馏、煤气净化以及化工产品回收期间所产生的富含多环芳烃、挥发酚以及氨等化合物的工业废水,其成分相对复杂,并且内部含有较多降解难度较大的有机物,水质容易出现波动。

焦化废水水质则是受到多种因素共同作用,包括煤炭质量、工艺流程、操作技术等。焦化废水因为副产品回收、煤炭原材料等工艺之间存在差异,导致其含有的污染物含量也存在较大的差异。从常规角度来分析,废水所含有的有机物种类相对较多,主要是多环芳香族化合物、酚类化合物等。

2 焦化废水产生原因

焦化废水的产生原因主要体现在以下几个方面:由于焦化厂在实际运作中,锅炉设备在冷却操作中所裂解的含氨液体、净化设备在高温条件下所分解的苯及芳香烃一类产物、分馏设备中所产生过量的含盐类废水都会引发一系列富含重金属、有机物的水质污染现象的发生。由此,有关部门务必重视对这方面废水的整治,采用高精度的精化设备将这些废水进行二次处理,降低工业废水对河流、湖水的危害。从健康的角度来说,该工艺也能为原生态的生物提供良好的生存空间,营造出一个和谐、美好的空间意境。

3 深度水处理技术应用

3.1 使用活性炭吸附

活性炭技术就是对石墨微晶表现出的不同孔径结构所具有的物理吸附能力,并且其表面分子之间具有相应的作用力,对有机污染分子加以吸附。活性炭则具有稳定物化性能、容易得到、便宜以及比表面积大等显著优势,在污水处理中的应用具有显著的特征。结合材料制备来分析,其包括煤质炭、果壳炭、骨质炭等,其中果壳炭因为孔径小备受关注。结合材料存在的不同形态还能够将活性炭划分为纤维碳、颗粒碳、粉末活性炭等,通过将粒度、pH值、表观密度、漂浮率等作为具体的物理指标,并且将其对亚甲酸蓝、碘等吸附质测定当成主要的化学指标。供水处理活性炭具有机械强度高、稳定化学性质等特征,满足我国相关行业规定的标准,在实际使用过程中很少选择单一活性炭来处理,大都是将活性炭和其他不同的深度处理技术联合进行使用。例如比较成熟的臭氧生物活性炭处理技术,这一技术就是通过直接进行臭氧处理,将高分子有机物分解成分子较小的物质,然后利用生物活性炭滤池来对臭氧进行吸附,从而产生各种小分子产物,这就能够弥补臭氧处理难以解决的小分子有机物缺陷,让生物活性炭对有机物的吸附量得到提升,还能够延长其工作寿命。

3.2 臭氧法

臭氧具有氧化性，可对污染物进行氧化分解，且具有除臭、脱色、杀菌等作用。臭氧最终被还原成氧气，不存在二次污染，臭氧法基本流程见图1。采用臭氧法对某焦化厂的焦化废水进行了处理研究。研究表明，臭氧对COD、酚及色度的去除率分别可达91%、99%及98%。通过控制单因素变量，增加O3进气量和反应进行时间，可提高各项污染物氧化分解程度。利用臭氧对经生物处理后的残剩污染物进行了催化氧化。实验结果表明，O3浓度越大，流速越快，TOC去除率越高，对废水色度的脱除越明显，加入催化剂（Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+）以后，废水色度脱除的时间变短，出水接近无色。臭氧法具有氧化性强、效率高、不产生污泥等优点，同时此工艺前期投资高，消耗大，操作过程严格，本身也存在不稳定、易分解等缺点。

3.3 催化湿式氧化技术

催化湿式氧化技术是在一定的温度和压力下，利用催化剂的作用，用O2将污水中悬浮的有机物氧化，最终转化为N2和CO2。应用催化湿式氧化技术对工业污水进行了检测。结果显示，废水中的COD、NH3-N去除率在99%左右，均达到国家排放标准，而且具有良好的除臭、脱色的作用。通过催化湿式氧化法以负载型Fe/AC催化剂处理焦化废水，以H2O2作为氧化剂。实验研究表明，加入H2O2，提高了催化剂的催化活性和稳定性，在最佳工艺条件下，对高浓度焦化废水COD的去除率达96.5%。催化湿式氧化法优势在于pH值和温度条件温和，降低了对设备耐高温、耐腐蚀性的要求。

3.4 为深度氧化处理

深度氧化处理技术是在光、声、催化剂以及电等因素的作用下出现自由羟基,将有机污染物氧化成分子小的化合物。这一技术包括光催化氧化、化学催化氧化、超声空化、湿式氧化以及电化学氧化等。其具有环境友好、降解效率高以及适应性较强的显著特征。目前在焦化厂水处理中使用较为普遍的方法就是fenton法,该种方法因为强氧化剂的作用得名,从广义角度来分析,就是通过使用光辐射、电化学以及催化剂等手段,让H2O2出现较强的自由羟基有机物。该种方法还能够出现较为明显的氧化作用,有效氧化各种较多难以通过传统方法实现分解的有机物。

3.5 物化处理技术

物化处理中主体使用了膜分离技术。主体使由于膜分离技术主要应用了渗透的作用。在该方法的实际运作中,需使用高浓度过滤至低浓度的办法,结合相应的操作技术进行系统的优化,进而实现微滤技术、超滤技术、纳滤技术、反渗透技术、气体分离技术、渗透汽化技术、渗析技术和电渗技术的方法。在运用过程中,需针对单元的能耗,分离各流体单元的液体,进而降低化学耗氧量和生化需氧量参数。同时,在该工艺的运用中,该技术能够解决操作中的二次污染问题,进而提高了“超滤”和“反渗透”的实践精度。但是,在该工艺的运用中,需对污染物质浓缩情况进行系统的调研,分析该方面的局限性特征,减小污染物质浓缩的实践去向,能够减小渗透操作中的实体问题。

3.6 生物法

焦化废水可通过投加微生物改善处理效果，自20世纪70年代提出生物强化技术。生物强化技术即原本生物处理环境中通过外加特定功能的微生物强化生物处理效果，特定功能微生物有两种获取途径：（1）虽然环境原本微生物对于环境污染物存在一定的降解能力，但是其耐受度较低。人为对其经过驯化、富集、筛选、培养使其达到一定数量和处理效果；（2）外源微生物。外源微生物一般可以是科学家通过基因技术研制成功，具有特定降解功能的微生物，还可以是由其他环境筛选所得。生物强化技术在工程中的具体实施途径：投菌技术、细胞固定化技术、酶固定化技术和投加促进微生物代谢污染物的共基质物质。虽然生物法降解可以在较少经济投入的情况下获得较好的处理效果，但是存在占地面积大、功能微生物获取难、微生物环境耐受性差的问题。培养特定功能性微生物，将生物处理法与其他污水处理法联合使用为传统焦化废水处理提供了新思路。

结论

由于焦化废水的处理过程中多伴随有处理困难、整改困难的问题。因此,相关部门应应用先进的处理技术,以降低废水污染对环境的负面影响。同时,也需要不断完善现阶段的操作技术,解决物化、生化技术的弊端,从而提高运作效率。

参考文献：

[1]刘铭.工业废水制备水煤浆的研究进展[J].煤炭技术,2018,37(11):354-356.

[2]王瑞,潘献晓,张逸飞.优势菌技术在难降解有机废水处理中的应用[J].现代盐化工,2018,45(05):68-69+76.

延伸阅读：

膜过滤结合Fenton法处理焦化废水的实验研究

焦化废水处理工艺综述