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。其主要來(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。
焦化廢水怎么處理更加有效，并且成本低，我們要先了解焦化廢水的特點(diǎn)。
焦化廢水的特點(diǎn)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。焦化廢水具有水質(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)。
含氮化合物是焦化廠廢水中數(shù)量眾多且組成十分復(fù)雜的有機(jī)物。質(zhì)譜儀定出的喹啉及某些烷基取代物，被疑為致癌物質(zhì)。芳烴和芳香胺等同樣有不少生物活性物質(zhì)。酞酸醋類是廢水中另一類致癌物質(zhì)，其中的酞酸二甲酯、酞酸二異辛酯也是美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先檢測(cè)污染物�？傊够瘡U水的成分復(fù)雜，污染物種類繁多，其中不少屬于有致癌致突作用的生物活性物質(zhì)出水COD常常不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，尋求效果好且成本低的深度處理方法具有積極意義。焦化廢水排放出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家《廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)。
1. 改性沸石對(duì)焦化廢水中COD的去除
沸石是一種天然的多孔礦物，是呈架狀結(jié)構(gòu)的多孔含水鋁硅酸鹽晶體的沸石族礦物的總稱，沸石化學(xué)成分實(shí)際上是由Si 、Al203、H2O、堿和堿土金屬離子四部分構(gòu)成。沸石的一般化學(xué)式為：AmBqO2q.nH20，結(jié)構(gòu)式為Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中：A為Ca、Na、K、Ba、Si等陽(yáng)離子，B為Al和Si，q為陽(yáng)離子電價(jià)，m為陽(yáng)離子數(shù)，n為水分子數(shù)，X為AJ原子數(shù)，Y為Si原子數(shù)，v，x通常在1～5之間，(x+y)是單位晶胞中四面體的個(gè)數(shù)。沸石是一種廉價(jià)的地方性材料，在我國(guó)具有豐富的儲(chǔ)量，來(lái)源廣泛，作為水處理的吸附過(guò)濾材料，具有足夠的強(qiáng)度，其價(jià)格低于活性炭1／20，接近于砂濾料的價(jià)格l5元，噸�？梢栽诓辉鲈O(shè)專門構(gòu)筑物和不增加設(shè)備的前提下，改善出水水質(zhì)，適用于現(xiàn)有工廠的處理工藝改選和新建水廠。天然沸石在常溫、常壓下經(jīng)過(guò)化學(xué)溶液的活化處理，可改變吸附有機(jī)物的效果。
2 .聚硅酸鹽處理焦化廢水
聚硅酸鹽是一類新型無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑，是在聚硅酸(即活化硅酸)及傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的聚硅酸與金屬鹽的復(fù)合產(chǎn)物 ，這類絮凝劑同時(shí)具有電中和及吸附架橋作用，絮凝效果好，且易于制備，價(jià)格便宜，處理焦化廢水有顯著的效果。本文針對(duì)焦化廢水二沉池出水COD較高，排放難以達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，制備了新型絮凝劑聚硅氯化鋁，采用絮凝與吸附相結(jié)合的方法對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，并對(duì)該處理工藝的反應(yīng)條件、影響因素以及去除效果進(jìn)行了研究，找出了最佳處理?xiàng)l件，處理后出水能夠達(dá)標(biāo)。
3. SBR工藝
SBR工藝是一種新近發(fā)展起來(lái)的新型處理焦化廢水的工藝，即為序批式好氧生物處理工藝，其去除有機(jī)物的機(jī)理在于充氧時(shí)與普通活性污泥法相同，不同點(diǎn)是其在運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水及空載5個(gè)工序，依次在一個(gè)反應(yīng)池中周期性運(yùn)行，所以該法不需要專門設(shè)置二沉池和污泥回流系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行及污泥培養(yǎng)、馴化均比較容易。該法處理焦化廢水有著獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)：一是不要空問(wèn)分割，時(shí)序上就能創(chuàng)造出缺氧和好氧的環(huán)境，即具有A／O 的功能，十分有利于氨氮和COD的去除。二是該法的沉淀是一種靜止的沉淀，對(duì)焦化廢水這種污泥沉淀性能不好的廢水，固液分離效果非常明顯。三是該法可以省去二沉池，其占地面積相對(duì)要小一些。具體參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4.硝化和反硝化工藝
全程硝化一反硝化生物脫氮一般包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。硝化反應(yīng)是在供氧充足的條件下，水中的氨氮在亞硝化細(xì)菌的作用下被氧化成亞硝酸鹽，再在硝化細(xì)菌的作用下進(jìn)一步氧化成硝酸鹽；反硝化反應(yīng)是在缺氧或厭氧條件下，反硝化細(xì)菌在有碳源的情況下將硝酸根離子還原為氮?dú)�。硝化和反硝化工藝典型即A／O法(包括A2／O A／O ，A2／O2法)，該法在國(guó)內(nèi)焦化廠實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間雖然還不算很長(zhǎng)、但從已運(yùn)行的廠家來(lái)看，其處理效果還是比較好的 只要精心設(shè)計(jì)操作得當(dāng)，出水水質(zhì)是可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求的。
5.普通活性污泥法
普通活性污泥法是一種較好的焦化處理方法，該法能將焦化廢水中的酚、氰有效地去除，兩項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，傳統(tǒng)活性污泥法的占地面積大，處理效率特別是對(duì)焦化廢水中的氨氮、有毒有害有機(jī)物的去除率低，而且活性污泥系統(tǒng)普遍存在污泥結(jié)構(gòu)細(xì)碎、絮凝性能低、污泥活性弱、抗沖擊能力差、進(jìn)水污染物濃度的變化對(duì)曝氣池微生物的影響較大、操作運(yùn)行很不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。為了解決上述問(wèn)題，近年來(lái)出現(xiàn)了一些新的生化處理方法。
6. 工藝方案比選
六種工藝都能達(dá)到預(yù)期的處理效果，但經(jīng)分析比較，A2／O2 法工藝方案在以下方面具有明顯優(yōu)勢(shì)：第一，以廢水中有機(jī)物作為反硝化碳源和能源，不需要補(bǔ)充外加碳源。第二，廢水中的部分有機(jī)物通過(guò)反硝化去處減輕了后續(xù)好氧段負(fù)荷，減少了動(dòng)力消耗。第三，反硝化產(chǎn)生的堿度可部分滿足硝化過(guò)程對(duì)堿度的需求，因而降低了化學(xué)藥劑的消耗。第四，SBR對(duì)自控水平要求高，其相應(yīng)的管理水平較高；而A2／O2法管理較簡(jiǎn)單，適合公司污水處理管理水平現(xiàn)狀。第五，A2／O2法污水處理站建投資比SBR法略高，但其設(shè)備及自控方面的投資比SBR法低很多，相應(yīng)的A2／O2法的總投資要小一些 第六，目前A2／O2 法工藝在焦化廢水處理中應(yīng)用較為廣泛和成熟。
6.1 A2／O2 處理機(jī)理
A2／O2 處理流程包括廢水處理、焦油處理及污泥處理3部分。
6.2 廢水處理
廢水處理由3部分組成：預(yù)處理、生化處理和后處理。預(yù)處理包括除油池、氣浮池和凋節(jié)池。生化處理包括厭氧反應(yīng)器、缺氧池、好氧池、中沉池、接觸氧化池和二沉池。后處理包括混合反應(yīng)池、混凝沉淀池和過(guò)濾器。蒸氨廢水和經(jīng)過(guò)水泵提升的無(wú)壓廢水，酋先進(jìn)入除油池，除去輕、重焦油后自流人氣浮池。廢水在氣浮池中除去乳化油后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水量，均化水質(zhì)。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池的廢水再經(jīng)提升泵送至厭氧反應(yīng)器，進(jìn)行水解酸化反應(yīng)，以提高廢水的可生化性并降解部分有機(jī)物。厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入硝化液回流池并與從中沉池出水回流的硝化液相混合，再經(jīng)回流泵提升至缺氧池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將亞硝酸氮和硝酸氮還原為氮?dú)�。并同時(shí)降解有機(jī)物。缺氧池出水進(jìn)入好氧池進(jìn)行脫碳和硝化反應(yīng)。廢水在硝化池中首先大幅度降解有機(jī)物，然后將氨氮氧化為亞硝酸氮和硝酸氮。好氧出水進(jìn)入中沉池，進(jìn)行固液分離，上清液大部分回流。中沉池出水進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)一步降解有機(jī)物，然后進(jìn)入二沉池進(jìn)行沉淀。剩余的廢水進(jìn)入混合反應(yīng)池，廢水與絮凝劑經(jīng)過(guò)混合和反應(yīng)后進(jìn)入混凝沉淀池，再次進(jìn)行固液分離�；炷恋沓爻鏊俳�(jīng)提升泵送至過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾器出水送至廠內(nèi)回用。
6.3 焦油處理
除油池分離出來(lái)的重油，經(jīng)過(guò)蒸汽加熱后由油泵提升至重油槽貯存。除油池輕油自流入輕油槽貯存。輕重油槽貯存的焦油及氣浮產(chǎn)生的油渣定期用罐車?yán)霃S內(nèi)焦油加工工段統(tǒng)一進(jìn)行處理。
6.4 污泥處理
污泥處理包括污泥濃縮和污泥脫水。中沉池、二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥提升至污泥濃縮池，濃縮后的污泥經(jīng)單螺桿泵提升至板框壓濾機(jī)脫水。由于污泥產(chǎn)量不高，所以泥餅可供鍋爐房焚燒或運(yùn)至煤場(chǎng)。
