在現(xiàn)代工業(yè)廢水處理中，焦化廢水的處理是一個(gè)比較難的課題，因其是一種高氨氮、高難度的，難生物降解的工業(yè)廢水。本文首先分析了焦化廢水處理的主要工藝，并對(duì)各個(gè)處理環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探討。
在現(xiàn)代工業(yè)廢水中，焦化廢水一種業(yè)界普遍認(rèn)為的難處理的工業(yè)廢水。其是在原煤高溫裂解干餾、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。煤在煉焦時(shí)（煤料在焦?fàn)t炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾）除有75%左右變成焦炭外，還有25%左右生成多種化學(xué)產(chǎn)品及煤氣。
來(lái)自焦?fàn)t的荒煤氣（或稱粗煤氣）在集氣管中用70℃～75℃的循環(huán)氨水直接噴淋，使煤氣溫度從650℃～700℃降至80℃～85℃，然后在間接冷卻器中再降至25℃～45℃。經(jīng)上述冷卻后產(chǎn)生的水，可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫及粗苯等化學(xué)產(chǎn)品，并得到凈煤氣。
回收上述各種產(chǎn)品后的水可以循環(huán)使用，而剩余部分稱為剩余氨水，需排入廢水處理站進(jìn)行處理。所以，焦化廢水是一種高濃度（COD），高氨氮有機(jī)廢水。
1焦化廢水水質(zhì)及特性
剩余氨水未經(jīng)脫酚蒸氨時(shí)
COD=3000mg/L～10000mg/L
NH3-N=2000mg/L～3000mg/L
酚=1700mg/L～2300mg/L
上述水經(jīng)脫酚蒸氨后
COD=3000mg/L～3800mg/L
BOD=600mg/L～1000mg/L
酚=600mg/L～900mg/L
氰=10mg/L
油=50mg/L～70mg/L
氨氮=300mg/L左右
焦化廢水所含污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的含有難降解有機(jī)化合物的工業(yè)廢水，焦化廢水中的易降解有機(jī)物主要是酚類化合物和苯類化合物，砒咯、萘、呋喃、咪唑類屬于可降解類有機(jī)物，難降解的有機(jī)物有砒啶、咔唑、喹啉、吲哚等。焦化廢水生化性很差，其生化性指標(biāo)一般為0.2～0.3，屬難生化處理工業(yè)廢水。
2焦化廢水處理工藝
2.1生化處理
現(xiàn)階段焦化廢水處理生化部分常采用A2/O2處理工藝，即厭氧（水解酸化）——缺氧（反硝化）——好氧（碳化）——好氧（硝化）——沉淀處理工藝。在生化處理前需進(jìn)行預(yù)處理，包括蒸氨后的水冷卻及去除殘留于廢水中的煤焦油。在生化處理后根據(jù)出水水質(zhì)要求需進(jìn)行深度處理，包括吸附或膜過(guò)濾，本文不涉及預(yù)處理及深度處理部分，僅對(duì)焦化廢水的生化處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行論述，如下：
2.1.1厭氧（水解酸化）
水解酸化作用是提高焦化廢水的可生化性。水解酸化對(duì)于焦化廢水的處理十分必要，難降解的多環(huán)芳香烴和雜環(huán)化合物經(jīng)水解和產(chǎn)酸能轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的低分子有機(jī)物，為后續(xù)處理提供易于氧化分解的有機(jī)底物，從而提高廢水的可生化性。
2.1.2缺氧（反硝化）
缺氧反應(yīng)主要是以來(lái)自好氧回流NO3--N為電子受體，以有機(jī)物為電子供體，將NO3--N還原為N2，同時(shí)將有機(jī)物降解，并產(chǎn)生堿度。與一般的脫氧除磷A2/O工藝稍有不同，焦化廢水在缺氧段還能去除大量難降解有機(jī)物。
由于焦化廢水屬高氨氮有機(jī)廢水，因此也有必要設(shè)單獨(dú)的反硝化處理單元。
2.1.3好氧（碳化）
好氧（碳化）的作用是異養(yǎng)菌在有氧條件下降水中BOD轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。只有水中的BOD濃度較低而異養(yǎng)菌不能占優(yōu)勢(shì)的前提下，才能使硝化菌占據(jù)優(yōu)勢(shì)，將水中的氨態(tài)氮進(jìn)行硝化。實(shí)際上好氧（碳化）是為后續(xù)的好氧（硝化）創(chuàng)造有利條件。
2.1.4好氧（硝化）
好氧（硝化）的功能是自養(yǎng)菌（硝化菌）在有氧條件下，將水中的氨氮氧化為硝態(tài)氮。
焦化廢水屬高氨氮有機(jī)廢水，因此硝化反應(yīng)是關(guān)系到處理成敗的很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
2.2其它處理工藝
2.2.1混凝氣浮法
該方法首先采用聚合硫酸鐵（PFS）破壞膠體和懸浮微粒在水中形成穩(wěn)定的分散體系，使其聚集成絮凝體，然后含有大量絮凝體的混合液通過(guò)配水堰進(jìn)入氣浮池，利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附水中的絮凝體，使其隨氣泡升到水面.產(chǎn)生的浮渣通過(guò)刮泥機(jī)和排泥管道自流進(jìn)入污泥濃縮池.通過(guò)相關(guān)實(shí)例證明，采用混凝法處理含有酚、氰的廢水，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)揮發(fā)酚、游離氰化物容易去除，而絡(luò)合氰化物難以通過(guò)曝氣氧化去除，COD去除效果不十分理想，但通過(guò)加入生活污水，提高廢水的可生化性以后，基本能使出水COD達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn).在采用混凝氣浮法處理污水的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便、溶氣效率高的優(yōu)點(diǎn)，但是該系統(tǒng)也存在當(dāng)進(jìn)水中的懸浮物過(guò)高時(shí)，出水中懸浮物濃度升高，造成釋放器堵塞.
2.2.2吸附法
吸附法處理焦化廢水是利用固體表面有吸附水中溶質(zhì)及膠質(zhì)的能力，吸附水中一種或多種物質(zhì)從而使水得到凈化.常用的吸附劑種類有很多，如活性炭、吸附樹(shù)脂、磺化煤、礦渣等.活性炭是最常用也是處理水質(zhì)最好的一種吸附劑.將活化污泥與水混合，分別投入焦粉、活性炭、粉煤灰，發(fā)現(xiàn)活性炭的吸附性能最好，焦粉次之.可用于廢水的深度處理，但是活性炭需酸洗再生，再生設(shè)備容易腐蝕，運(yùn)行成本高.參考某焦化廢水處理實(shí)例，使用南開(kāi)牌H2103大孔樹(shù)脂吸附處理含酚520mg/L、COD3200mg/L的焦化廢水，處理后出水酚含量≤0.5mg/L，COD≤80mg/L，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn).一些研究者通過(guò)改性粉煤灰吸附處理焦化廠含酚水的試驗(yàn)，酚、SS、COD和色度的去除率分別達(dá)到95%，而且處理費(fèi)用較低。
3焦化廢水生化處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)
焦化廢水屬于高有機(jī)物濃度、高氨氮、難降解有機(jī)廢水，除采用正確的處理工藝外，必須遵循以下設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
3.1生化處理進(jìn)水對(duì)微生物有害物質(zhì)控制濃度
焦化廢水進(jìn)入生化反應(yīng)前一般應(yīng)使下列物質(zhì)控制在限定濃度以下。
揮發(fā)酚不高于300mg/L
氰化物不高于40mg/L
硫化物不高于30mg/L
揮發(fā)氨不高于30mg/L
苯不高于50mg/L
進(jìn)水中上述物質(zhì)如果超過(guò)限定濃度，就會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用，使微生物失去活性，導(dǎo)致廢水處理運(yùn)行失敗。
3.2碳氮比
廢水生化處理需要一定比例的氮元素，而生化脫氮反應(yīng)則需要一定比例的有機(jī)碳，因此，焦化廢水的生化處理滿足一定的碳氮比（C/N）至關(guān)重要。A/O工藝中應(yīng)有充足的碳源供硝化和反硝化細(xì)菌利用。反硝化效率隨C/N提高而上升，焦化廢水C/N比應(yīng)大于6～7才能有滿意的脫氮效果。
3.3回流比
為了提高脫氮效果，必須提高混合液及活性污泥回流比，因?yàn)樘峁┓聪趸腘O3-、NO2-愈多，回流比愈大，COD和硝酸鹽氮去除效果愈好，但是相應(yīng)動(dòng)力消耗愈大，一般認(rèn)為回流比4～6最經(jīng)濟(jì)。
3.4主要設(shè)計(jì)參數(shù)
提供幾個(gè)主要設(shè)計(jì)參數(shù)，以供參考
泥齡θC=30～60d
COD負(fù)荷NCOD=0.8～1.0kg/kgVSS?d
NH3-N負(fù)荷NNH3=0.15～0.2kg/kgVSS?d
硝酸鹽負(fù)荷NNO3=0.05～0.06kg/kgVSS?d
結(jié)束語(yǔ)
焦化廢水屬高濃度高氨氮有機(jī)廢水，且生化性較差，其含有難降解的多環(huán)烴及雜環(huán)烴有機(jī)物。必須采用生化——物化處理方式才能達(dá)到要求的處理標(biāo)準(zhǔn)。其生化處理部分必須遵循上述原則，否則其COD和NH3-N難以同時(shí)達(dá)標(biāo)。
