焦化廢水中的有機物及氨氮濃度高、生物毒性大、難以降解，是處理難度較大的工業(yè)廢水之一。我國于 20 世紀70 年代建設了一批采用一段曝氣或二段曝氣的活性污泥法水處理設施，經(jīng)過不斷改進，目前國內(nèi)大多數(shù)焦化生產(chǎn)企業(yè)多采用強化脫酚生化處理工藝處理廢水 ，處理后出水的酚、氰等基本可以達標。但由于焦化廢水中 存在大量難降解有機物，因此無法實現(xiàn) COD 和氨氮的一級達標排放。近年來隨著國家對環(huán)境污染控制與節(jié)能 減排要求的日益嚴格，國內(nèi)學者對高濃度難降解焦化廢水的理化預處理技術、組合生化工藝和高效脫氮工藝、焦化廢水生化處理出水的深度處理和回用技術等進行了大量研究。盡管這些研究工作基本處于實驗研究水平，但可為焦化廢水的達標治理和廢水回用技術實際應用提供借鑒。筆者對近年來國內(nèi)外相關文獻報道的焦化廢水處理技術進行了綜述。
1 焦化廢水預處理技術
焦化廢水中含有苯酚、多環(huán)芳烴、含氮硫的雜環(huán)化合物如喹啉、吡啶 、吲哚、噻吩等有機物 〔1〕，除苯系物外，大部分有機物難以生物降解。 含有高濃度的氨氮是焦化廢水的另一特點，盡管生化處理前的蒸氨工藝可以去除大部分氨氮，但是傳統(tǒng)的生物處理技術對于進入生化系統(tǒng)中的數(shù)百 mg/L 氨氮，仍難實現(xiàn)達標處理。因此需對焦化廢水進行預處理以降低生化系統(tǒng)廢水的污染物負荷、 提高廢水的生物可降解性。 現(xiàn)已報道的預處理方法有：(1) 采用強化絮凝、 化學沉淀等方法去除焦化廢水中的 COD 和氨氮，降低生化系統(tǒng)污染負荷;(2) 根據(jù)焦化生產(chǎn)中各工藝水的水質(zhì)特征，回收廢水中的化工產(chǎn)品 ，降低污染物含量;(3) 采用理化預處理方法提高廢水的可生化性。
王愛英等〔2〕對焦化廢水混凝預處理技術進行了研究，評價了幾種絮凝劑的處理效果 ，采用優(yōu)選的絮凝劑預處理可使 COD 和濁度去除率分別達到 22%和 97%以上。 Peng Lai 等 〔3〕用絮凝-零價鐵聯(lián)用技術預處理焦化廢水 ，在最優(yōu)實驗條件下 ，COD 去除率可達 46%以上。 北京化工大學提出開發(fā)焦化廢水處理過程中的高價值產(chǎn)品提取工藝技術，終端廢水中的 酚 、 氰回收及 Fenton 氧化預處理技術等 ，將廢水預處理與化工產(chǎn)品回收相結合 。 鐵炭內(nèi)電解作為提高難降解有機廢水可生化性的預處理技術 ，已在硝基和有機氯廢水處理中實 際應用 ，但用于焦化廢水預處理的研究不多 。 盧永等 〔4〕采用鍍銅鐵內(nèi)電解對焦化廢水進行預處理，COD 去除率高達 66 %，遠優(yōu)于鐵炭內(nèi)電解，連續(xù)進水試驗表明 COD 去除率穩(wěn)定在 40%~50 %，且不存在填料板結問題。
2 焦化廢水生化處理組合工藝
現(xiàn)有的生化處理工藝一般難以使焦化廢水的 COD 和氨氮達標，因此研究者采用組合生化工藝處理廢水，以提高脫氮和去除 COD 效率。 相關研究已有較多報道，有些組合工藝已在實際工程中應用 。
李長太等〔5〕對短程硝化反硝化 、 同步硝化反硝化、 厭氧氨氧化等生物脫 氮工藝及其在焦化廢水脫氮處理中的應用情況進行了討論 。 此外 A2/O、A2/O2 等組合生化工藝及固定化優(yōu)勢微 生物技術等也有較多報道。 Peng Lai 等 〔6〕將膜生物反應器與零價鐵技術結合處理焦化廢水，COD、氨氮、總無機氮的去除率分別高達 96.1 %、99.2 %、92.3 %，零價鐵的氧化還原與絮凝作用可有效去除焦化 廢水中的難降解有 機物，從而提高了廢水的可生化性。Ping Ning 等〔7〕采用超聲 、催化氧化、活性污泥組合工藝處理焦化廢水，4 h 內(nèi)超聲輻射可使 COD 去除率增加 48%~ 80 %; 向系統(tǒng)中投加 3 mmol/L 硫酸亞鐵后，COD 去除率高達 95.7 %，與單純的活性污泥法相比提高了 63.5%。 生化組合工藝對焦化廢水有 較好的處理效果，表現(xiàn)出良好的應用前景。
3 焦化廢水深度處理與回用技術
由于環(huán)保要求日益嚴格 ，近年來國內(nèi)對焦化廢水的深度處理和回用技術研究顯著增加 。由于單純的生物處理工藝很難實現(xiàn)焦化廢 水的深度處理與回用 ，因此相關研究基本 都是理化技術和理化生化組合技術。 龔劍麗等〔8〕研究了 O3、UV/O3 高級氧化技術對焦化廢水二級生化外排水中 難降解有機物的深度處理效果 ，結果表明 150 min 內(nèi) UV/O3 技術對 UV254、COD、DOC 的 去 除 率 分 別 為 95.3% 、90.2% 、 77.8%。 黃永蘭 〔9〕研究了 Fenton 試劑、 光催化氧化和電化學氧化等高級氧化技術對焦 化廢水的深度處理效果 ，上述方法對 COD 和色度有較好的去 除效果。 王海鳳等 〔10〕采用混凝沉淀預處理—二氧化氯氧化—反滲透脫鹽工藝處理寶鋼焦化廠二級生 化 出水，深度處理后的出水完全符合循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標準要求。 周靜等 〔11〕比較了幾種常用絮凝劑和新型復合絮凝劑對焦化廢水二級生化出水的深度處理效果，結果表明新型復合絮凝劑的投加量少 ，處理效果更好。 劉衛(wèi)平 〔12〕采用 Fenton 氧化與混凝組合工藝處理焦化廢水，提高了 COD 去除率。 吸附法是深度處理廢水的常用方法，常規(guī)的活性炭吸附由于活性炭價格較貴、 再生復雜 ，不適于大水量焦化廢水的深度處理。 Weiling Sun 等 〔13〕以電廠爐灰作吸附劑 ，對焦化廢水中的有機污染物進行去除。
深度處理焦化廢水二級生化出水，實現(xiàn)生化出水回用和焦化廢水零排放，是焦化廢水處理的 最高目標。 近年來，關于焦化廢水回 用和零排放的研究也日益增加 。 天津天鐵冶金集團采用新的焦爐熄焦水系統(tǒng)將部分生化出水作為熄焦水回用 ，投資少 、 見效快、 設備簡單 ，解決了焦化廢水的回用問題 ，新增效益 41 萬元/a 〔14〕。 徐鋼焦化廠通過一系列技術改造，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水處理后閉路循環(huán) ，最終全部作為熄焦補充水，實現(xiàn)了焦化廢水零排放，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益 〔15〕。
由于焦化企業(yè)一般需使用和補充大量循 環(huán) 冷卻水 ，因此焦化廢水回用的另一技術思路是將生化出水深度處理后用 作公司內(nèi)部的循環(huán)冷卻補充水 ，這樣既實現(xiàn)了焦化廢水的零排放 ，又可節(jié)約大量水資源，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益 。 生化出水用作循環(huán)水時必須滿足工業(yè)循環(huán)水的水質(zhì)要求 ，而前面介紹的各理化處理技術 ，有的處理費用 太高 ，有的距離工業(yè)實際應用還有一定差距 。 在二級生化出水經(jīng)過預處理、 降低其污染負荷且提高可降解性的基礎上 ，生物深度處理技術可保證其出水 水質(zhì) 、 降低處理費用 、 提高實際應用技術的成熟性 ，具有技術和經(jīng)濟優(yōu)勢 。 其中曝氣生物濾池因出水水質(zhì)好 ，在其他工業(yè)廢水與焦 化廢水的深度處理中已有應用 。胡曉農(nóng) 、 唐文鋒等 〔16, 17〕分別研究了曝氣生物濾池在焦化廢水深度處理中的應用 ，其研究結果表明 ，曝氣生物濾池具有處理效果好 、 運行費用低 、 抗沖擊能力強、 污泥處理系統(tǒng)簡單的優(yōu)點 ，COD 和氨氮的去除率均可達 93%~94 %，運行費用為 2.8 元/m3，具有較好的實際應用價值。
經(jīng)曝氣生物濾池深度處理后的出水用作循環(huán)冷卻水補充水時，除需達到水質(zhì)的理化指標外 ，對微生物等也有一定要求，因此需對出水進行消毒殺菌處理，同時對回用水的腐蝕結垢性能進行評價 。 目前用于水處理的消毒殺菌技術中 ，氯和二氧化氯消 毒比較經(jīng)濟有效 ，但因氯離子具有腐蝕作用 ，因此不符合循環(huán)補充水的要求 ; 紫外技術在飲用水消毒系 統(tǒng)中有廣泛應用 ，但用于污水深度消毒處理中僅有少量報道 〔18〕，實際應用不多 ，用于焦化廢水深度處理出水中則未見報道; 臭氧消毒技術目前主要應用于飲用水和游泳池水的消毒 〔19〕，工業(yè)污水處理中尚不多見。微波消毒可用于口腔臨床及醫(yī)療廢物處理中 〔20〕，但在生化處理出水回用中未見應用 。 有實驗研究表明 ，微波對污水中的細菌和微生物有極強的殺滅作用 。
對于焦化廢水二級出水回用作循環(huán)水時出現(xiàn)的設備腐蝕問題已有研究報道。 Huanzhen Zhang 等 〔21〕 研究了焦化廢水用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時的腐蝕特征和控制技術，并優(yōu)化了緩蝕劑配方，系統(tǒng)實際運行表明其可滿足 GB 50050—1995《工業(yè)循環(huán)冷卻水設計規(guī)范》的要求。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
4 結論
焦化行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶 ，節(jié)約水資源 、減少廢水排放是焦化行業(yè)的重要任務。 由于焦化廢水本身的水質(zhì)特點以及現(xiàn)有處理技術的局限 ，僅從廢水治理角度出發(fā)難以根本解決焦化廢水的環(huán)境污染問題，因此深度處理焦化廢水并回用 、 實現(xiàn)零排放是焦化行業(yè)解決環(huán)境污染的根本出路。國內(nèi)目前僅有少數(shù)焦化企業(yè)將焦化廢水作為熄焦水回用 ，但也存在一些問題，而絕大部分企業(yè)還沒有解決焦化廢水回用的技術問題，因此研究開發(fā)經(jīng)濟實用的焦化廢水深度處理與回用技術，具有良好的市場推廣前景。
