焦化废水处理技术和发展文献综述

焦化废水处理技术及其发展文献综述前言焦化废水的定义是焦化厂在炼焦过程中各环节所产生的废水的统称，废水的主要来源有三个，分别是在煤干储时期、荒煤气的回收和净化阶段以及化学产品的回收阶段废水中含有大量的氮、磷、硫等无机盐污染物,此外也含有大量的不可降解的有机物如酚类、油类、联苯类、瞰咤、时珠和喳咻等这些污染物的超标排放会对水产业，农业以及人类的生活饮水带来巨大危害，因此，如何治理焦化废水成为焦化行业所面临的一个重要的问题本文就目前各种焦化废水的管理方法做一个综述，介绍一下近年来焦化废水管理技术的发展主题焦化废水处理技术主要包括物理化学法、生物化学法和化学处理法，由于焦化废水中所含的污染物的种类多，污染量大，导致目前大多数技术只是出于实验室的中试阶段，并未大量投入到工业生产中物理化学处理法1物理化学法主要包括吸附法和混凝法和其他的一些新的方法吸附法吸附法处理废水的原理是利用了吸附剂的多孔特性，吸附废水中的一种或者多种物质，将污染物从废水中除去,常用的吸附剂主要有活性炭［小硅藻土⑵和粉煤灰⑶等活性炭⑷是一种多功能材料由于活性炭具有表面积大、疏松多孔⑸的特性，这使得它成为最好的吸附剂⑹而硅藻土由于具有独特的壳体结构、比表面积大、孔隙度高等优点,也被广泛应用于废水的处理上面至于粉煤灰，则是由燃煤锅炉及火力发电厂所排放出的工业废渣，它的成份因来源不同而各不相同，作为一种新型的废水处理剂,可以很好的去除废水中的各种阴、阳离子及有机污染物⑺混凝法混凝法是通过向废水中加入混凝剂⑻,通过混凝剂的水解作用产生氢氧化物胶体和水合配离子，这两种物质能使水中的污染物发生凝结作用，产生沉淀，然后被除去常见的混凝剂有铝盐、铁盐［］等，还有一种新型的碱式稀土混凝剂［］通过与其他910,传统的混凝剂如聚合硫酸铁相比较，碱式稀土混凝剂有着更为理想的效果，相信会慢慢的得到更深入的推广［］11对于以上两种物理化学的焦化废水处理方法来说渚能有效去除废水中的污染E毛悌和.化工废水处理技术.化学工业出版社，

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99.5%

99.8%,显著隔但是该种方法同样存在着一些问题，比如氧化剂的溶出问题和对反应的设备的材质要求较高等问题,依然制约着湿式氧化法的发展［刀3超临界水氧化技术超临界水氧化技术是一种能在很短的时间内将难降解的有机物氧化为和的一种C02H20新型废水处理技术阳］超临界水氧化技术是二十世纪八十年代由美国学者提出的，它能彻底破坏有机物的结构,从而达到净化废水的目的它是超临界流体技术中的一项新的氧化工艺是在水的压力和温度都超过了其临界值的情况下，以氧气或者过氧化氢作为氧化剂，以超临界水作为反应介质,使水中的有机污染物和氧化剂发生氧化反应，在一定的时间内，约有的有机物会被除去经过一定的实验研究之后，废水中的

99.9%的去除率能够达到以上,出水水质能达到国家一级排放标准焦化废水处理COD

99.5%的最佳工艺条件是系统压力为反应时间为反应温度为摄氏度四］与其28MPa,60s,580他的废水处理技术相比较,超临界水氧化技术具有以下优势有机物的去除率高且分解彻底；所需反应器的体积小，占地面积小；反应速率快并且反应过程中无机盐类能比较容易实现与废水的分离，省去了过滤等后续过程，在分离过程中是处在密闭的条件下,反应过程中不会排放污水，不会产生二次污染，是一种既高效又环保的废水处理技术［砌但是，仍然有一些因素制约着它的发展，比如设备及工艺技术要求高、一次性投资较大并且设备的防腐问题并未彻底解决等离子体处理技术目前脉冲放电等离子体处理技术应用于废水处理领域中来,受到了许多研究者的注意,并且在不少领域取得了成果，从化学角度来看,等离子体空间富集的离子、电子、激发态的原子、份子和自由基提供了极活泼的反应性物种，这些反应性物种在通常的化学反应中很难得到，但在等离子体中却很容易产生网这种方法不仅利用了放电产生的高能o电子，同时利用放电所产生的紫外线以及气体放电所产生的臭氧，从而形成为了紫外线、高能电子、臭氧等多效利用的综合作用等离子体技术对焦化废水中的氧化物和酚含量的处理效果比较好，原因是氧化物和酚的化学性质较活泼，容易被脉冲电晕放电所产生的各种活性物质所反应,从而有所减少［］这42o种技术的优点是高效、低能耗、应用广泛和处理量大，但是由于处理的费用较高,还有待于进一步研究以降低操作费用附电化学氧化技术O电化学技术由于其能产生强氧化性而且工艺简单，产物没有二次污染受到了许多关注［］目前电化学法主要包括电解氧化法［］、微电解法［］、三维电极法［］44454647和电凝结法电解氧化法分为直接阳极氧化法和间接阳极氧化法两类，其中直接氧化法是指污染物直接在阳极失去电子变成无污染物，以达到除去的目的而间接阳极氧化法则是通过阳极反应产生具有强氧化性的中间产物或者是发生阳极反应之外的中间产物以达到氧化有机污染物的目的微电解法又被称作内电解法，是在最近几十年才逐渐兴起的一种废水处理技术,其过程主要是基于电化学中的电池反应，比如氧化还原、物理吸附、絮凝沉降和电富集由于反应过程中生成的产物就有很强的氧化还原性，可以使在常态下难以反应的污染物质被氧化为无污染物，具有操作简单、工艺简单、占地面积小和投资少的特点］148三维电极法是在原来二维电解槽的电极之间填充其他粒状或者其他屑状的电极材料,并且使新装的电极材料表面带电，成为新的一极,在工作电极的表面发生化学反应，从而达到使有机物降解的目的三维电极反应器对焦化废水中的有较好的去除效果，COD以焦粒负载镒、锌化合物为第三极的三维电极体系中废水的降解反应符合一级反应动力学，在废水经过降解处理之后其中的难降解物会被除去,达到净化的目的电凝结法是电解理论在水处理中的应用，利用电解出的阳极的金属阳离子与水中的氢氧根离子相结合形成絮粒，以达到净化的目的电凝结法对焦化废水的浊度有非常好的处理效果对和色度的处理效果不太好与其他的工艺相比较,电凝结法有很强的COD适应性，并且处理效果好，操作简单生物处理技术3生物处理技术是利用微生物的氧化、分解、吸附作用处理焦化废水中的有机污染物,这是废水处理中应用最广泛的一种方法近年来，人们从微生物和反应器及工艺流程入手，开辟出了活性淤泥法、生物流化床、生物脱氮技术和固定化生物处理技术等一些新的方法这些方法使废水中的有机质得到了很好的处理活性淤泥法活性淤泥法是利用活性淤泥和生物絮凝体与有机污染物的充分接触来除去污染物,其中溶解性的有机物被细胞吸收和吸附最终被氧化为二氧化碳，而对于非溶解性的有机物则先被氧化为溶解性的有机物,然后才被代谢和利用，进水浓度、值、温度和曝气时pH间都会对活性淤泥的降解作用产生影响㈣但是单独采用这种技术，废水中的、COD、等难以达标,要保证出水的等指标达标，必须对焦油精制及脱苯和苯BOD NH3-N COD精制等工艺过程中产生的废水进行单独处理或者单独预处理后再进生化系统［］比50如采用超声辐射卬和在淤泥尺加入活性炭粉［］、生长素、铁盐［］对焦化废水进5253行预处理，采用微电解［］技术进行预处理等都能很好的解决排放不达标的问题传54统的活性淤泥法具有占地面积大，对有机物的去除率低等问题，使用较少生物流化床流化床反应器是一种实现固体颗粒与气相、液相、气液相之间混合传质、传热的设备［］其中生物流化床又按照生物的特性分为好氧生物流化床和厌氧生物流化床55好氧生物流化床是以砂、焦炭、活性炭这种颗粒材料为载体，水流自下向上流动，使载体处于流化状态通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，从而达到对废水中污染物的去除［］好氧生物流化床法按床内气、液、固三相的混56o合程度的不同，以及供氧方式及床体结构、脱膜方式等的差别可分为两相生物流化床［］和三相生物流化床［］与传统活性污泥法及生物膜法相比,生物流化床法具5758有单位容积反应器内的微生物浓度高、耐冲击负荷能力强、处理效果好、占地面积小、传质效率高的优点网生物脱氮技术生物脱氮技术是利用微生物的生物化学作用，将废水中的氨氮经硝化和反硝化反应，转变成无害的氮气而除去⑻］生物脱氮的机理是废水中的氨氮在好氧的条件下，首先o被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，此过程被称为硝化反应，然后在缺氧的条件下被反硝化菌还原为氮气，实现总氮的脱除，这个过程称为反硝化反应例目前o用于焦化废水生物脱氮的工艺主要有］技术、技术画,以及改进而来的A/O62A-A/O A/0-0网］技术和工艺［］工艺流程是废水首先进到缺氧池,接着进入好氧池,对SBR65A/0于沉淀池上层清液则部份回流至缺氧池，而污泥则回流至好氧池接着在好氧池中发生硝化反应，氨氮则被氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，在缺氧池中，回水中的硝态氮与原水中的有机碳发生反硝化反应,硝态氮被还原为氮气而逸出，实现总氮的脱除和的降解，实现氮的脱除工艺的处理效果好，但工程投资大、运行费用高COD A/0至于技术,则是在工艺的基础上增加了厌氧段，在厌氧段废水中难以降解A-A/O A/0的有机物开环变为链状化合物，链长的化合物开链为链短的化合物这些有机物进入缺氧段就能成为可利用的碳源,所以不需要加入碳源，与工艺相比效果更好A/0工艺也是对工艺的优化,其特点为可以适当地控制第一好氧段的溶解氧的量,A/0-0A/0该段没能彻底氧化的氨氮及保证在第二好氧段进一步氧化,非但提高了对废水中COD污染因子的降解能力，而且还降低了运行成本工艺是一种间歇型的活性淤泥法处理工艺，它在同一反应器内，通过程序化控制SBR充水、曝气反应、沉淀、排水、排泥等个阶段，顺序完成缺氧、厌氧和好氧过程，5实现对废水的生化处理是对工艺的又一次改进具有操作灵便、能适应多种处理A/0要求的特点固定化生物处理技术在焦化废水处理工艺中，微生物法因其成本低、无二次污染等具有良好前景，但是传统的悬浮态的微生物种群因为其系统内降解菌的有效浓度低、菌体易流失、抗污染能力差，所以净化效果并不好，在此背景下，固定化生物处理技术逐渐被应用，固定化微生物技术是一种用物理或者化学方法将游离微生物限制或者定位在某一特定的空间范围内，保持微生物密度和活性的现代工程技术［］常见的固定化载体有无机载66体比如活性炭、硅藻土等、此外还有天然有机载体、合成高份子载体［刀和复合载体6固定化微生物具有以下特点:生物负载量高、细胞不容易流失、对不利环境耐受能力强、生物稳定性高、保存和使用方便等网总结焦化废水是一种很难处理的高浓度有机废水,向来是国内外废水处理领域的难题随着我国近几年焦炭产能不断扩大，环境保护管理的日益完善，但是焦化废7/10水的处理仍然受到处理效果、投资运行费用和污泥造成二次污染个因3素的制约目前来说,生化法具有废水处理量大、处理范围广、处理成本低、无二次污染等优点，是焦化废水处理最主要方法；而物理化学法是对生化法的有益补充利用多种方法的协同作用处理焦化废水，可发挥各自的优点，有助于更进一步地提高处理效率因此，多种方法的有机组合、联用是焦化废水处理技术的发展方向因此需要我们进行积极的探索利用各种工艺的合理组合来处理废水，以废治废，萃取分离废水中实用物质，以达到环保的要求参考文献⑴陈玲桂，黄龙，周键，等.活性炭微波再生及其在焦化废水处理中的应用化工，[J].XX2022,377:138-

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