焦化廢水主要是焦化廠在煤氣化、液化、煉焦過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水,此種廢水中含有大量的有毒、難降解的有機(jī)物是一種較難處理的有機(jī)廢水。目前主要采用以下方法對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理:首先利用常規(guī)方法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理、然后利用生化方法對(duì)預(yù)處理廢水進(jìn)行二次處理。

但是,經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理后的焦化廢水外排水中的氰化物、COD及氨氮含量仍然無(wú)法達(dá)標(biāo)。針對(duì)焦化廢水組成復(fù)雜、難于處理、經(jīng)傳統(tǒng)方法處理后無(wú)法達(dá)標(biāo)排放這種狀況,綜合了近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)焦化廢水處理方面的大量的研究成果,系統(tǒng)地介紹了焦化廢水深度處理過(guò)程中所應(yīng)用的物化方法、氧化方法、膜處理三大類(lèi)方法的優(yōu)缺點(diǎn),列舉了當(dāng)前幾種焦化廢水回用實(shí)例及不足,并指出了焦化廢水處理技術(shù)今后的發(fā)展方向。

焦化廢水主要是指在煤煉焦、煤氣凈化、化工產(chǎn)品回收和化工產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。由于受原煤性質(zhì)、產(chǎn)品回收、生產(chǎn)工藝等多種因素的影響，導(dǎo)致廢水成分異常復(fù)雜。焦化廢水中所含有機(jī)物主要以酚類(lèi)化合物為主，其含量達(dá)到有機(jī)物總量的一半以上，剩余有機(jī)化合物主要為含硫、氧、氮的雜環(huán)有機(jī)化合物以及多環(huán)芳香族有機(jī)化合物等。

焦化廢水以其排放量大、成分復(fù)雜、處理困難等特點(diǎn)使焦化廢水極難再循環(huán)利用或者達(dá)標(biāo)排放。因此，降低焦化廢水中的污染物濃度，提高廢水的循環(huán)利用率是亟待解決的問(wèn)題。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和國(guó)家對(duì)環(huán)保問(wèn)題的重視，中國(guó)環(huán)境保護(hù)部于2012年6月頒布了《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，該標(biāo)準(zhǔn)除對(duì)廢水中主要污染物給出了更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在原標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加了苯、苯并芘、多環(huán)芳烴以及總氮等化合物的排放指標(biāo)，該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)也對(duì)單位產(chǎn)品的排水量做了更為嚴(yán)格的要求，開(kāi)發(fā)研究新型、高效能、低成本的廢水處理技術(shù)以及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)提高廢水處理效果使其能夠達(dá)標(biāo)排放是目前亟待解決的問(wèn)題。

多年以來(lái)，雖然前人已做了大量關(guān)于焦化廢水處理的基礎(chǔ)研究工作，但是由于焦化廢水排放量大，水中污染物種類(lèi)多且有些污染物難于生物降解而使得焦化廢水處理至今為止仍未有突破性的研究進(jìn)展。因此研究并開(kāi)發(fā)一種高效能、低成本、處理效果好的廢水處理技術(shù)以及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)是今后焦化廢水處理研究的重點(diǎn)。

本文對(duì)廢水深度處理過(guò)程中所應(yīng)用的物化方法、氧化方法、膜處理三大類(lèi)方法進(jìn)行了分析對(duì)比，并列舉了當(dāng)前幾種焦化廢水回用實(shí)例及不足，同時(shí)指出了今后焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

1 焦化廢水深度處理技術(shù)

1.1 物理化學(xué)法

1.1.1 混凝沉淀法

混凝沉淀法是利用電中和原理對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理，具體處理過(guò)程如下：將混凝劑在一定條件下定量投入到焦化廢水中，廢水中的帶電物質(zhì)與混凝劑發(fā)生電中和形成大顆粒膠團(tuán)，而后經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的沉淀使焦化廢水得以凈化處理。

盧建杭、王紅斌等開(kāi)發(fā)出了針對(duì)上海寶鋼集團(tuán)下屬焦化廠焦化廢水專用的混凝劑——M180，用于處理上海寶鋼焦化廠 A/O 生化池出水，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在 pH 值為 6.0～6.5、混凝劑投加量為 300mg/L時(shí)，專用混凝劑對(duì)焦化廢水的 COD、色度、CN等指標(biāo)有良好的處理效果，并且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)對(duì)專用混凝劑處理效能的影響很小。

周靜和李素芹研制出了一種新型的復(fù)合絮凝劑——PFASSB，并將其與 PFS、PAC 和 PFAC 進(jìn)行對(duì)比研究，考察了 PFS、PAC、PFAC 以及新型新型絮凝劑 PFASSB 對(duì)焦化廢水 COD、濁度等的處理效果。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同的條件下新型復(fù)合絮凝劑對(duì)焦化廢水的處理效果明顯優(yōu)于 PAC、PFS和 PFAC，并且新型絮凝劑的用量明顯比其他絮凝劑的用量低；當(dāng)廢水 PH 為 8，新型絮凝劑投加量在 10 mg/L 時(shí)，經(jīng)過(guò)絮凝處理后的出水 SS<70 mg/L，CODcr<150 mg/L。

鄭義、張琢等研究對(duì)比了硫酸鋁、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺對(duì)焦化廠生化池出水的處理效果，并將其組合搭配，考察了它們聯(lián)合處理焦化廢水的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將聚合硫酸鐵與聚丙烯酰胺組合處理焦化廢水，處理效果明顯優(yōu)于各混凝劑單獨(dú)使用時(shí)的處理效果；當(dāng) pH 為 5，投加量為聚合硫酸鐵 40 mg/L、聚丙烯酰胺 6 mg/L 時(shí)，組合混凝劑對(duì)焦化廢水處理效果最佳，此時(shí)處理后廢水出水色度為 70 倍，COD 為 68 mg/L，去除率分別達(dá)到了73.08%、62.22%。

通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，混凝沉淀法對(duì)焦化廢水色度，COD 等指標(biāo)的去除效果較好，處理后的焦化廢水可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。但是，使用混凝沉淀法對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體沉渣，而且這種固體沉淀物較難處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的污染，并且采用混凝沉淀的方法處理焦化廢水需要對(duì)沉淀池入水以及出水調(diào)節(jié) pH 值，而且混凝劑需要人工投加操作較為復(fù)雜，經(jīng)過(guò)處理后的廢水只能外排無(wú)法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)回用。

1.1.2 吸附法

吸附法處理焦化廢水主要是利用吸附劑為比表面積較大的多孔類(lèi)物質(zhì)，對(duì)大分子有機(jī)物、油類(lèi)物質(zhì)、以及部分固體懸浮物等污染物具有良好的吸附性能，吸附劑在對(duì)焦化廢水吸附處理后經(jīng)過(guò)沉淀得以分離。

周靜、李素芹等采用粉煤灰作為吸附劑，對(duì)焦化廢水生化出水中的氨氮進(jìn)行深度處理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)藥劑投加量、pH 值、吸附時(shí)間三個(gè)主要影響因素進(jìn)行了考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)廢水 pH 為 5，粉煤灰投加量為 150 g/L、生石灰投加量為 2.5 g/L，吸附時(shí)間為 1 h 時(shí)，焦化廢水中的氨氮含量由 77.67 mg/L降到了 25 mg/L 以下，氨氮去除率達(dá)到 70%以上。

王紅梅、鄭振暉利用改性膨潤(rùn)土對(duì)焦化廢水生化出水進(jìn)行深度處理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)焦化廢水 pH 在8.0～10.0，改性膨潤(rùn)土投加量為 1 200～1 500 mg/L 時(shí)，焦化廢水脫色率達(dá)到 65%以上，氰化物、CODcr的去除率也分別達(dá)到了31%和26.5%。

孫寶東、馬雁林對(duì)南京鋼鐵聯(lián)合有限公司的兩座焦化廢水處理站進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，通過(guò)在原處理站基礎(chǔ)上增加活性炭過(guò)濾裝置，并對(duì)原有的操作方法進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)活性炭過(guò)濾裝置改進(jìn)后，南京鋼鐵聯(lián)合有限公司焦化廢水處理站出水由原來(lái)的國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)提升到了國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，并且通過(guò)改進(jìn)操作方法使廢水處理站的運(yùn)行成本得以降低，活性炭的使用壽命得以延長(zhǎng)。

李茂、韓永忠等采用樹(shù)脂吸附和 Fenton 氧化的組合工藝處理高濃度的焦化廢水。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)吸附樹(shù)脂與 Fenton 試劑在最佳的工作條件下時(shí)，焦化廢水中酚類(lèi)有機(jī)化合物去除率幾乎可達(dá)100%，COD 的去除率達(dá)到 74.82%，并且經(jīng)過(guò)樹(shù)脂吸附和Fenton氧化的組合工藝處理過(guò)的高濃度焦化廢水可生化性也有很大的提高。

張昌鳴等利用粉煤灰作為吸附劑對(duì)山西焦化集團(tuán)有限公司下屬焦化廠的焦化廢水生化出水進(jìn)行深度處理。當(dāng)粉煤灰用量為 17.47 g/L 時(shí)，焦化廢水處理效果較好，除氨氮含量偏高外廢水中 COD、色度、油、硫化物、氰化物、揮發(fā)酚等污染物含量均達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。吸附后的粉煤灰可以燒磚或筑路進(jìn)行再利用。采用粉煤灰吸附處理焦化廢水，體現(xiàn)了以廢治廢的環(huán)保理念。

以活性炭作為吸附劑對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，廢水處理效果較好，處理后的廢水可達(dá)標(biāo)排放，但是由于活性炭?jī)r(jià)格較高再生困難使得廢水處理成本較高，目前絕大多數(shù)企業(yè)以棄之不用。而以粉煤灰作為吸附劑對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，處理效果較好，吸附后的粉煤灰仍可進(jìn)行燒磚筑路等再利用對(duì)其品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生影響，并且利用粉煤灰作為吸附劑處理焦化廢實(shí)現(xiàn)了廢物再利用符合當(dāng)前國(guó)家綠色化工循環(huán)利用的政策。

1.1.3 化學(xué)沉淀法

采用化學(xué)沉淀的方法不僅使廢水中氨氮含量達(dá)到了國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也間接的提高了廢水的可生化性。但是，目前化學(xué)沉淀的方法處理焦化廢水的研究較少，技術(shù)還不成熟無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化

應(yīng)用。

1.2 氧化法

1.2.1 Fenton 氧化法

Fenton 試劑通過(guò)將焦化廢水中難降解大分子有機(jī)物氧化分解成小分子有機(jī)物，降低了焦化廢水的COD 值和色度，同時(shí)在一定程度上提高了焦化廢水的可生化性，使焦化廢水得到較好的處理。

1.2.2 臭氧氧化法

臭氧分子中的氧原子具有強(qiáng)烈的親電子或親質(zhì)子性以及極強(qiáng)的氧化活性，臭氧可將焦化廢水中的大分子有機(jī)物等物質(zhì)氧化分解。臭氧氧化技術(shù)具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、處理效率高、不受溫度影響、不產(chǎn)生污泥等特點(diǎn)。

2 結(jié) 論

近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保問(wèn)題的的日益重視以及國(guó)民環(huán)保意識(shí)的不斷提高，廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)也變得更為嚴(yán)格。各國(guó)學(xué)者經(jīng)過(guò)不斷的探索研究出了一些新的焦化廢水處理技術(shù)，如：電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜技術(shù)等。

這些技術(shù)對(duì)焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但是這些技術(shù)投資成本和運(yùn)行成本較高并且很多仍處于理論研究和實(shí)驗(yàn)室研究階段，較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。因此在深人研究焦化廢水先進(jìn)處理技術(shù)的同時(shí)，我們也應(yīng)該充分發(fā)掘現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改良提高其處理效能。

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)粉煤灰吸附效果較好且符合國(guó)家以廢治廢的環(huán)保節(jié)能政策，并且膜技術(shù)也已在部分工廠中應(yīng)用并取得了較好的效果，采用粉煤灰吸附預(yù)先對(duì)焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理除去廢水中大部分有機(jī)物減輕膜過(guò)濾的負(fù)擔(dān)提高其使用壽命降低處理成本，將粉煤灰吸附技術(shù)與膜技術(shù)協(xié)同作用處理焦化廢水應(yīng)是今后焦化廢水處理回用的研究重點(diǎn)。