焦化廢水是煉焦、煤氣在高溫干餾、凈化及副產(chǎn)品回收過(guò)程中，產(chǎn)生含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴及氧、硫、氮等雜環(huán)化合物的工業(yè)廢水，是一種高CODcr、高酚值、高氨氮且很難處理的一種工業(yè)有機(jī)廢水。
一、焦化廢水的來(lái)源
焦化廢水的主要來(lái)源有三個(gè)：一是剩余氨水，它是在煤干餾及煤氣冷卻中產(chǎn)生出來(lái)的廢水，其水量占焦化廢水總量的一半以上，是焦化廢水的主要來(lái)源；二是在煤氣凈化過(guò)程中產(chǎn)生出來(lái)的廢水，如煤氣終冷水和粗苯分離水等；三是在焦油、粗苯等精制過(guò)程中及其它場(chǎng)合產(chǎn)生的廢水。焦化廢水是含有大量難降解有機(jī)污染物的工業(yè)廢水，其成分復(fù)雜，含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物質(zhì)，超標(biāo)排放的焦化廢水對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
煤氣凈化過(guò)程產(chǎn)生的污水占焦化廠(chǎng)總污水量的80%以上，煤氣凈化污水的水量、水質(zhì)與凈化流程和生產(chǎn)操作條件有關(guān)。煤氣凈化污水組成復(fù)雜，尤其在蒸氨廢水中，污水中還含有較多有機(jī)物如：苯、萘、茚、聯(lián)苯、苊、菲和蒽等芳烴，吡啶、喹啉、吲哚、咔唑和氧芴等雜環(huán)化合物以及熒蒽、芘和苯并(a)芘等多環(huán)芳烴。
二、焦化廢水的特點(diǎn)及危害
煤化工企業(yè)排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)。綜合廢水中CODcr一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l，廢水所含有機(jī)污染物包括酚類(lèi)、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的含有難降解的有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。廢水中的易降解有機(jī)物主要是酚類(lèi)化合物和苯類(lèi)化合物；砒咯、萘、呋喃、瞇唑類(lèi)屬于可降解類(lèi)有機(jī)物；難降解的有機(jī)物主要有砒啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。
焦化廢水還具有水質(zhì)水量變化大、成分復(fù)雜，有機(jī)物特別是難降解有機(jī)物含量高、氨氮濃度高等特點(diǎn)。
據(jù)有關(guān)資料表明，不直接處理排放的焦化廢水對(duì)生物、農(nóng)田、水體及環(huán)境等會(huì)造成嚴(yán)重危害焦化廢水中的酚類(lèi)化合物會(huì)使生物細(xì)胞內(nèi)蛋白凝固，長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)使人身體中毒難降解有機(jī)物在水產(chǎn)中后通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人身體造成危害氮化合物引起水富營(yíng)養(yǎng)化，水體變質(zhì)
三、焦化廢水的處理工藝
焦化污水處理流程通常由預(yù)處理、生物處理、混凝處理和污泥處理等組成。如要求深度凈化，還可包括活性炭處理等。污水深度凈化的方法還有污水脫氮和污水催化濕式氧化處理等。
1、預(yù)處理
污水通過(guò)調(diào)節(jié)池、預(yù)曝氣池、氣浮除油池和稀釋池達(dá)到水質(zhì)均勻穩(wěn)定，含氰和含油量等降低到能滿(mǎn)足生化裝置的進(jìn)水要求。
2、化學(xué)處理法
2.1 催化濕式氧化技術(shù)
催化濕式氧化技術(shù)是在高溫、高壓狀態(tài)下，在催化劑作用下，使用空氣將廢水中的氯氮和有機(jī)污染物氧化，最終轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)N2和CO2排放。該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代。煉焦化工、石油化工，特別是有毒污染物如：農(nóng)藥、染料橡膠、合成纖維、易燃、易爆及難于生物降解的高濃度廢水都適合于催化濕式氧化處理。對(duì)高濃度的氨氮和有機(jī)焦化廢水具有很好的處理效果，缺點(diǎn)是催化劑價(jià)格昂貴。
在我國(guó)，曾經(jīng)成功地研制出雙組分的高活性催化劑，對(duì)高濃度的含氯氮和有機(jī)物的焦化廢水具有的處理效果。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，但是這對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高，國(guó)內(nèi)很少將該法用于廢水理。
2.2 電化學(xué)氧化技術(shù)
電化學(xué)氧化技術(shù)電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電檄表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。另外，電解過(guò)程產(chǎn)生的氯化物/高氯化物，能引起非直接氧化，這種氧化在去除焦化廢水中污染物的過(guò)稃中具有重要的作用。
目前的研究表明，電化學(xué)氧化法氧化能力強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)。
2.3 光催化氧化法
光催化氧化法是由光能引起電子和空隙之間的反應(yīng)，產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的電子(空穴對(duì))，這些電子(空穴對(duì))遷移到顆粒表面，便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。光催化氧化法對(duì)水中酚類(lèi)物質(zhì)及其他有機(jī)物都有較高的去除率。研究人員在焦化廢水中加人催化劑粉末，在紫外光照射下鼓入空氣，能將焦化廢水中的所有有機(jī)毒物和顏色有效地去除。在更佳光催化條件下，控制廢水的流量為3600mL/h，就可以使出水COD值由472mg/L降至100mg/L以下，且檢測(cè)不出多環(huán)芳烴。
目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿Α５怯袝r(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對(duì)光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。所以，該方法適用于低濁度、透光性好的體系，可用于焦化廢水的深度處理。
3、物理化學(xué)法
3.1 吸附法
吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)，使廢水得到凈化。常用吸劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。活性炭具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，是最常用的一種吸附劑。活性炭吸附法適用于廢水的深度處理。
由于活性炭再生系統(tǒng)操作難度大，裝置運(yùn)行費(fèi)用高，在焦化廢水處理中未得到推廣使用。
3、生物處理法
生物處理法是利用微生物的氧化、分解、吸附作用處理廢水中的有機(jī)污染物。該方法是污水處理中應(yīng)用最廣且有效的一種方法。近年來(lái)，人們從微生物、反應(yīng)器及工藝流程等幾方面著手，研究開(kāi)發(fā)了活性污泥法、生物膜法、生物流化床、固定化生物處理技術(shù)及生物脫氮技術(shù)等這些技術(shù)的發(fā)展使大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了生物降解處理。出水水質(zhì)得到了很大改善。
3.1 活性污泥法
活性污泥法是使生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸，其中溶解性有機(jī)物被細(xì)胞吸收和吸附，并最終氧化為最終產(chǎn)物(主要是CO2);非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝和利用。但單獨(dú)采用該技術(shù)，出水中的COD、BOD、NH3一N等指標(biāo)均難以達(dá)標(biāo)，特別是對(duì)NH3一N，幾乎沒(méi)有降解作用。
3.2 生物膜法
膜生物反應(yīng)器(MBR)在去除有機(jī)物和NH3一N過(guò)程中與傳統(tǒng)活性污泥法具有相同的生化作用機(jī)理，不同的是傳統(tǒng)活性污泥法在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，而MBR裝置則是通過(guò)膜過(guò)濾出水，將污泥截留在反應(yīng)池內(nèi)。采用MBR工藝處理焦化廢水，在同樣的生化池容條件下，其較傳統(tǒng)工藝COD去除率可提高30%，NH3一N去除率可提高50%，SS去除率可達(dá)到。MBR法具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單高效、處理容量大的優(yōu)點(diǎn)，尤為重要的是它可以實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。不會(huì)造成二次污染。該方法已經(jīng)在各地焦化廠(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。MBR工藝在焦化廢水處理領(lǐng)域的成功應(yīng)用，對(duì)鋼鐵企業(yè)、煤化工企業(yè)節(jié)約水資源、減少?gòu)U水污染物排放具有重要意義。
四、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)的水環(huán)境現(xiàn)狀已不容樂(lè)觀(guān)，因此，加大水污染治理力度刻不容緩，焦化企業(yè)應(yīng)遵循清潔生產(chǎn)要求，不斷改進(jìn)工藝技術(shù)，努力提高污水處理技術(shù)水平和水資源利用率，從源頭上減少水污染物排放量，在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，取得良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益
