化工安全作业 焦化废水处理主要工艺研究进展

1、化工环境科学与安全技术 综述课题： 焦化废水处理主要工艺研究 院系: 化学工程与工艺 班级: 姓名: 学号: 日期: 2012.12.25 焦化废水处理主要工艺研究摘要：焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品同收过程中产生的废水，受原煤性质、炼焦工艺、焦化产品回收等诸多因素的影响，其成分复杂多变，属于难处理的工业废水。因此焦化废水的处理难度大，已引起国内外人士的关注，一直是国内外废水处理领域的一大难题。本文阐述了焦化废水的处理主要工艺的发展,一般可分为物理方法、化学方法、生物方法。以上各种方法各有其本身特点和适用的条件。关键词：焦化废水 物理方法 化学方法 生物方法一 焦化废水的来源及水质特点

2、焦化废水CODcr, NH,一N浓度较高，有机物成分复杂，组分种类繁多，且污染物浓度高，主要有酚类化合物、多环芳香族化合物，含氮、氧、硫的杂环化合物及脂肪族化合物，属难生物降解有机废水，其主要来源有:剩余氨水(或经蒸氨后的废水)，该污水含酚约(600一 1200) mg/L, CODcr约3000 mg/L，含NH,约(200一 300) mg/L煤气终冷循环水排污水(或经黄血盐脱氰后污水)。为保证煤气的终冷温度和减轻蒸馏设备的腐蚀，终冷循环水须部分用新水更换，而排出一定量的含酚、氰化物污水，该污水含酚约150mg/L, CODcr约1500 mg/L,氰化物约(80- 150) mg/L,油

3、约200 mg/L，并有少量的硫化物;化工产品分离水，该废水主要含芳烃类、酸、碱、盐等;生产车间跑、冒、滴、漏产生的污水，该污水较为复杂，主要为芳烃酸、碱污水，CODcr含量高。 二 物理方法(一) 超声空化效应法1超声空化效应对焦化废水中的大多数有机物有较好的降解作用。饱和气体的存在与否、废水的初始pH值、废水中有机物(CODcr)的初始浓度和超声波的声能密度是影响其降解效果的主要因素，而温度对有机物降解效果的影响较小。当CODcr初始浓度为807mg/L和初始pH值为8.17的焦化废水，在温度为25的条件下，经声能密度为0. 220 W/ cm3的超声波辐照并进行同时曝气作用240min后

4、，废水中CODcr的降解率为76.89 % 2.自由基清除剂正丁醇对焦化废水中有机物的超声降解有明显的抑制作用，因此认为，废水中有机物超声降解的作用机理可能是由超声空化效应在水中产生的OH自由基使废水中的有机物被氧化的过程，有机物的超声降解过程遵循表观一级反应动力学规律。（二）铁炭微电解法 采用曝气铁炭微电解工艺对焦化废水进行了深度处理：在活性炭、铁屑和NaCI投加量分别为l0 g/L, 30 g/L和200 m g /L的条件下反应240 min、出水COD去除率在30%一40%;酸性条件可以进一步提高COD去除率;微电解可以去除原生化出水中的难降解有机物，出水物质的分子量主要集中于2000

5、 Da以下，以脂类和烃类化合物为主；出水的可生化性有了大幅度提高，BOD5/COD由0. 08增加到0. 53实验结果表明，铁炭微电解是深度处理焦化废水的一种有效工艺。具体如下：1.在活性炭、铁屑和N aC l投加量分别为10g/l30 g/l和200mg/l的条件下，不调节原焦化废水生化出水的Ph值，反应240 m in出水COD去除率为30%一40%。2.短时间内曝气和不曝气对于铁炭微电解反应处理焦化废水生化出水没有明显的影响;随着反应时间增加，曝气充氧条件下更有利于提高微电解反应的效果。 3.较低的Ph条件有利于铁炭微电解反应进行，在水样初始ph为4的条件下进行微电解反应，出水无色无味，

6、COD值在100 mg/l左右。 4.铁炭微电解反应能够去除或改变原焦化废水生化出水的难降解有毒污染物，出水以小分子的脂类和烷烃类化合物为主(分子量70%，对多环芳烃(PAH)的去除率为98.8%，对COD的去除率也较高。周珊等用UV /Fenton法处理间一甲酚废水，对COD的去除率为86。3%。张乃东等采用强化UV /Fenton法降解水中苯酚，所谓强化就是在UV /Fenton体系中加入草酸盐(C2 O42+), C2 O42+能与反应体系中的Fe3+生成草酸铁(III)络合物。由于草酸铁(III)络合物具有极强的吸收紫外线的能力，将草酸盐引入UV/F en ton体系，可提高对光线的利

7、用率，有利于高浓度有机废水的处理。结果表明，在最佳试验条件下，对苯酚的去除率可高达9flo。刘琼玉等采用太阳光/F en ton氧化技术预处理含酚废水，结果表明，采用太阳光/F en ton氧化预处理后，再经混凝法处理，对COD的去除率为62 .1%(单纯采用混凝法对COD的去除率仅为14 .3%，废水的BOD5/COD值由0 .10提高到0 .3 2。四 生物方法（一） A/O固定生物膜法A/O固定生物膜系统能够有效去除焦化废水中的氨氮.最高的氨氮去除率99.89%出现在进水碳氮比为5，回流比为2的操作条件下.对于焦化废水A/O生物降解系统而言，废水中所含碳源是否充足可极大影响系统的处理效果

8、.如果焦化废水碳氮比过低，不能满足缺氧段反硝化反应，可在系统中补充一定的外加碳源.在本实验中，有机废水的碳氮比为2.5.试验结果显示，在废水中投加一定量的甲醇使碳氮比增至5，系统的COD去除率将从63.43%增大到83.28%.另一方面，在碳源充足的情况下，再提高废水的碳氮比对改善系统的处理效果毫无益处.焦化废水含有很多难降解有机物，为了提高COD的去除率，本实验在A/O生物膜系统后增设了絮凝沉淀深度处理工艺.结果显示，最终的COD浓度能够达到污水排放标准.为了避免系统中亚硝态氮累积，必须保证废水在系统中有一定的停留时间.过高的有机负荷率对硝化菌会产生抑制作用.换而言之，硝化菌会受到基质和代谢

9、产物的双重抑制作用，影响系统的处理效果.因此，为保持废水水质稳定，应尽量避免有机物I I氨氮的冲击负荷对硝化反应的负面影响.焦化废水的碳氮比通常比较低.在此水质条件下，不宜采用较高的回流比，一般在2-3的条件下运行较为适宜。（二）短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化法控制温度为(35 1)、溶解氧为2.0-3. 0 mg/L，第一级好氧连续流生物膜反应器在去除焦化废水中大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化。当氨氮容积负荷为0. 13一0. 22 gNH4+一N/(L.d)，该反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮。在温度为34 , pH值为7.5一8. 5 , HRT为33 h的条件下，经过ll5 d

10、成功启动了厌氧氨氧化反应器。进水氨氮、亚硝态氮浓度分别可达80mg/L和90 mg/L左右，总氮负荷可达160 mg / ( Ld)。对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%，对总氮的去除率可达75%。提高NO2-一N浓度对ANAMMOX菌有抑制作用，其对NOz一N的耐受范围是87. 5一110 mg/L。降低基质浓度并运行2周，反应器逐步恢复其转化能力。第二级好氧反应器可进一步去除焦化废水中残留的氨氮、亚硝态氮和有机物。 O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮，正常运行条件下，出水氨氮1.0mg/L、亚硝态氮1 .0 Mg/L,COD为124一186 mg/L。（三） A/O/

11、H/O工艺中氰化物法以A/O1H/O2为主题物二相流化床组合工艺能够有效地去除氰化物，实现有机污染物去除的除碳与脱氮过程的结合，证明了在脱氮过程中氰化物被利用。为了保证焦化废水处理过程中氰化物的同步降解，需要在一级好氧阶段实现彻底的除碳。废水中若存在与氰离了形成络合物的较高浓度的过渡金属成分则会延长氰化物降解的停留时间。基于上述研究发现，认为焦化废水处理过程中氰化物的控制应当考虑如下过程的结合:预处理过程中尽可能不用与氰化物发生络合作用的含过渡金属成分的药剂;构建严格的除碳过程与脱氮过程的设计及确运行操作的边界条件，实现基于基质利用的优势微生物的生长;可以考虑催化氧化技术的深度处理，同步实现生

12、物处理尾水中惰性有机物成分与氰化物的彻底分解与去除。五 结语：近年来，随着排放标准的日益严格，出水水质不能达标已成为焦化废水处理的一大难题如何提高出水指标也就成为目前研究的重点，近年来，不断有新的方法和技术用于处理焦化废水，但各有利弊，如生物氧化法出水的CODcr,和氨氮浓度较高，不能达到排放标准;吸附法虽能较好地除去CODcr, ,但出水中氨氮的浓度偏高，而且存在吸附剂的再生和二次污染的问题；光催化氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但离实际的工业应用仍有较大的距离，若能用太阳光代替紫外光将是巨大的突破采用厌氧一好氧联合处理焦化废水具有广阔的应用前景可以预见，利用多种方法联合处理焦化废水是焦

13、化废水处理技术的发展方向。各国学者在焦化废水处理技术方而进行了一些新的、有益的探索。生物强化技术可在现有污水处理设施的基础上，提高水处理的范围和能力，比较适合目前我国焦化行业污水处理的现状;固定化微生物技术、生物脱氮技术则从微生物、工艺流程以及反应器各个方而，对传统生化处理技术进行了改进，在焦化废水处理中将有良好的应用前景；化学技术为焦化废水的处理提供了一种新思路，与生化技术相比，该方法工艺简单、反应速度快、净化率高，但缺点是投资与处理费较高。参考文献【1】 宫磊，徐晓军. 焦化废水处理技术的新进展J. 工业水处理,2004,24(3):9-11.【2】 王业耀，袁彦肖等. 焦化废水处理技术研

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