焦化废水处理的生态修复技术

焦化废水处理的生态修复技术

焦化废水处理一直是中国冶金工业发展的难题。中国90%以上的焦化企业对焦化废水处理不合格，无法达到国家的有关标准，对生态及人体健康造成潜在风险。1废水生化处理焦炭作为冶金业尤其是钢铁冶炼的必需阿原料，在生产过程中产生的大量焦化废水，含有高浓度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮，同时还含有吡啶、联苯等多环芳香化合物，毒性大，处理难度大，一直是钢铁行业废水处理的难点。当前焦化废水的工艺有很多种，效果参差不齐，其中应用最广泛的是生化处理技术。在废水的处理环节上较为传统，一般采用如图1的工艺环节处理废水。生产废水经过蒸氨环节，一部分进入除油池，另一部分液化成氨水直接进入混凝沉淀池，进入除油池的生产废水流经调节池、浮选池，再到生化曝光池，然后注入空气及在污泥沉淀池中沉淀的回流污泥，再进一步进入到污泥沉淀池中，最后通过混凝沉淀池后外排，而产生的污泥被送到煤场处理。2针对冶金行业焦化厂废水排放走廊的分析2.1对人体造成危害不处理直接进行排放的焦化废水对环境的破坏是不可逆的。其中焦化废水中的酚类物质会使生物细胞内的蛋白质发生凝固的化学反应，长时间暴露在其中会对人体产生中毒反应。就难以降解的各种废物富集可能会通过食物链进入人体，从而对人体造成伤害。有机化学物质直接流入水体会造成水体的富营养化。2.2生化处理a中国标准中的最高允许排放浓度为：酚0.5mg/L，氰化物0.5mg/L，硫化物1.0mg/L，NH3-N15mg/L，化学需氧量100mg/L、生化需氧量(BOD5)30mg/L。苯并(a)芘列为第一类污染物，其最高允许排放浓度为0.03μg/L。普通的生化技术处理工艺是可以有效去除废水中的酚、氰等化学成分，基本上都可以达到国家环保标准，但是对废水中的其他成分，如NH3-N、COD等污染源处理指标难以达标，尤其是NH3-N非常难达到国家要求。而我国每年的这类污染物多达数万吨不止，如此严重的污染会对生态造成严重破坏。2.3和助凝剂的使用为了提高废水的处理效果，在预处理过程中会添加很多化学试剂，在除油池内放入一定量的絮凝剂和助凝剂，用于除去水体中的胶体和部分的悬浮物，同时，有些化学药剂还可以降低厌氧段的COD负荷等，混凝剂起作用是需要一定的水温和酸碱度乃至悬浮物浓度决定的。因此如何合理量化化学试剂添加的浓度以及具体评估化学试剂的效果是的冶金业焦化厂废水处理面临的第一个技术难题。3焦化厂废水处理策略初步研究3.1合理布置废水处理设备在工艺上要采取成熟、可靠的废水处理工艺，确保出水的各项指标达到国家的有关规定，尤其要NH3-N、COD等污染物的处理。在处理废水设施的规划上要对工程的占地面积合理规划，充分考虑到通过地形的合理设计来提升处理的效率并降低污染的可能性。在废水处理设备的运行上应充分考虑到具有一定的灵活性和可调节性，一方面要适用于水质水量的变化，另一方面也要考虑环境的有害程度充分可控。同时，需要设计事故的应急措施如事故应急排放管道，供特殊情况使用。在设计废水处理时，要将厂区内的生活污水也一并考虑在内，而生活污水中因为富有碳和磷等元素，可对焦化废水的生态系统起到良好的促进作用。3.2资源的利用效率条件允许下可建设蒸氨塔，通过此设施来加碱脱除固定氨，既可达到回收NH3-N的作用，以此来提升资源的利用效率，同时，充分对废水预处理，以此避免对后续的生化处理产生不利的影响。在控制设备的选择上要充分考虑废水处理系统相应的配套设施，如减震、降噪等措施，同时，需要针对所产生的剩余污泥进行妥善浓缩，可考虑降低泥饼的含水率等措施来进行装运，更好地减低对环境的二次污染。3.3好氧oxidation氧化法焦化废水的深度处理技术主要包括：混凝沉淀法、吸附法、A/O及A2/O生化处理、高级氧化技术以及反渗透技术。本文着重介绍三种目前国内外主流的处理工艺：A/O及A2/O生化处理法、高级氧化技术和反渗透法。生化处理法，即A/O及A2/O工艺在国内外的各种污水处理中被应用得最为广泛的一种处理工艺，技术相对其他方法更为成熟经验丰富。目前绝大多数国内冶金业的焦化废水的处理也普遍采用此工艺。厌氧(Anaerobic)工艺是利用厌氧生物得新陈代谢的生化原理降解有机物的工艺，若仅使用厌氧(Anaerobic)工艺会面临厌氧生物降解需要的水力停留时间较长而产生的COD去除率不佳的问题。好氧(Oxidation)工艺利用的是好氧生物的新陈代谢作用对有机物的降解原理。将厌氧(Anaerobic)工艺与好氧(Oxidation)工艺串联在一起的工艺流程即为A/O工艺。同时近年来流行的A2/O工艺可以将厌氧-缺氧-好氧组合的污水处理工艺。随着不断的完善和发展，A/O工艺及A2/O工艺日益成熟。我国对此方法的使用一般是用于处理后的污水排入封闭性水体或者是缓流水体已经引起富营养化的情况下才会使用。该工艺的优点是污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷，对污泥的污泥沉降性能好，对于厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。该工艺的缺点也很明显，能耗较高，费用较高。高级氧化法分为Fenton氧化法、臭氧氧化、电化学氧化技术、光催化氧化法。Fenton氧化法是以Fenton试剂法是以过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法。Fenton试剂是一种强氧化剂，反应中产生的•OH是一种氧化能力很强的自由基，能氧化废水中有机物，从而降低废水的色度和COD值。光催化氧化法：光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应，产生具有较强反应活性的电子(空穴对)，这些电子(空穴对)迁移到颗粒表面，便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率且能耗低，有着很大的发展潜力。目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。反渗透技术法，是利用反渗透原理即利用一种以压力为推动力的膜分离过程的方法。用水泵给含盐水溶液或废水施加压力，以克服自然渗透压及膜的阻力，使水透过反渗透膜，将水中溶解盐和污染杂质阻止在反渗透膜的另一侧。4种废水处理工艺本文深入剖析了冶金工业焦化废水处理存在的问题，即污染物难以降解和量化、有些地区面临着历史遗留问题等，并在此基础上从明确各类废水处理规范、冶金业焦化厂废水处理设计需要遵循的