焦化废水处理技术的应用解析.doc

《化工环境科学与安全技术》 结课论文 题 目：：姓 名： 学 号 : 焦化废水处理技术的应用分析 摘要:本文首先介绍焦化废水的来源及危害，随后简单介绍了物理法、化学法、生化法、物化法以及其他新组合的废水处理方法，进一步分析了采用这些方法处理废水的过程中废水存在的问题，通过比较不同焦化废水处理方法，简述应用各种方法的优缺点，对未来新的焦化废水处理技术的给予展望。 关键词:焦化废水；废水处理；处理技术 焦化废水是指在炼焦生产、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的各类废水，受原煤性质及焦化产品回收等诸多因素的影响【1】，焦化废水的成分非常复杂，含有多种污染物质，其中有机物以酚类化合物为主，其占总有机物的一半以上，有机物中还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；无机物主要以氰化物、硫化物、铵盐、硫酸盐等为主。我国是焦炭生产和消费大国，尤其在近年来焦炭产能得到迅猛发展。在炼焦、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的大量焦化废水，不仅成分复杂，组分种类繁多，而且根据煤质、工艺不同，各焦化企业的水质存在很大差别。废水中的污染物若超标排放，将对环境造成严重污染，因此焦化废水的处理日益引起社会各界的广泛关注。 一、焦化废水的来源及危害 煤高温裂解和荒煤气冷却产生的剩余氨水，除含氨、氰、硫氰根等无机污染物外，还含有酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽和其他稠环芳烃化合物，水质复杂【2】；煤气净化过程中煤气终冷器排出的循环污水和粗苯分离槽排水等；煤焦油、精苯及其他工艺过程的排水；化工生产中，跑冒滴漏产生的污水。其中，剩余氨水是焦化厂最重要的酚、氰废水源，由冷凝鼓风工段循环氨水泵排出，其总量可按装炉煤的14%计。 焦化废水成分复杂，水质变化幅度大，含有大量的难降解物质，可生化性较差，毒性大。废水中的氰芳环、稠环、杂环化合物都对微生物有毒害作用，若将有毒焦化废水直接排入水体，将会造成水体缺氧，危害水生生物，进而通过食物链最终进入人体而产生毒害【3】。酚类化合物对一切生物都有毒害作用，可以使细胞失去活力，使蛋白质凝固，引起组织损伤、坏死，直至全身中毒；多环芳烃不但难以生物降解，通常还是致癌物质。因此焦化废水的大量排放，不但对环境造成严重污染，同时也直接威胁到人类的健康【4】。因此，去除焦化废水中的有机物和氨氮对减轻焦化废水对环境和人类的危害具有重要意义。 二、焦化废水的处理现状 （一）物理法 物理法主要是利用物理作用分离废水中呈悬浮态的污染物，在其处理过程中不改变污染物的化学性质。如采用吹脱法、吸附法、萃取法等，目前对吹脱法的研究较多。吹脱法经济且操作简便，容易控制，NH3-N 去除率较高，除氮效果稳定；但它只能处理氨氮，且氨吹脱于大气可造成空气污染。物理法大多处理难度大或成本高，对焦化废水而言实用价值较小。 （二） 化学法 化学法是利用化学反应的作用，去除污染物或改变污染物的性质。如通过向废水中投加各类絮 凝剂，使之与水中的污染物起化学反应，生成不溶于或难溶于水的化合物，析出沉淀，使废水得到净化，化学沉淀法是处理NH3-N 较为有效的方法。近年来，对于MgNH4PO4·6H2O（MAP）化学沉淀法除NH3-N 的研究较多， 它是在含NH4+的废水中投加Mg2+和PO43-，使之与NH4+生成难溶的MAP 结晶，从而从废水中分离出来， 分离出的沉淀产物MAP可用作肥料。肖乐业等从热力学的角度模拟了MAP体系中pH 和药剂配比对MAP 形成的影响，提出了优化氨氮废水处理的措施，该法尤其适用于处理高浓度的氨氮废水【5】。焦化废水经化学沉淀后，NH4+-N的残留浓度还是比较高的，因此，一般将此法置于生物处理之前。其他方法，如折点加氯法、离子交换法等因处理成本高而较少采用。 （三） 生化法 生化法是利用微生物的氧化、分解、吸附作用处理废水中的有机污染物， 该方法是污水处理中应用最广且有效的一种方法。近年来，人们从微生物、反应器及工艺流程等几方面着手，研究开发了活性污泥法、生物膜法、生物流化床、固定化生物处理技术及生物脱氮技术等【6】。这些技术的发展使大多数有机物质实现了生物降解处理，出水水质得到了很大改善。总的来看，生化法具有废水处理量大、处理范围广等优点；但该方法处理设施规模大，停留时间长，投资费用较高，对废水的水质条件要求严格。 （四） 物化法 经生化处理后的焦化废水含有如吲哚、咔唑、喹啉等多种难生物降解的芳香族化合物， 这些污染物的存在是造成生化处理出水COD 偏高的主要原因，需要通过物理化学方法才能有效去除。物理化学法主要用于焦化废水的预处理和生化处理后的深度处理。物化法主要包括混凝法、吸附法、稀释和气提、烟道气处理焦化废水等。混凝法的关键在于混凝剂，常见的混凝剂有铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等。目前国内焦化厂家一般采用聚合硫