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焦化废水处理技术的研究现状

2019-10-23来源:《广东化工》 34
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导读:焦化废水中有毒难降解物,成分复杂,可生化性差,被世界公认为目前最难治理的工业废水。如何提高焦化废水的可生化性,提高焦化废

焦化废水中有毒难降解物,成分复杂,可生化性差,被世界公认为目前最难治理的工业废水。如何提高焦化废水的可生化性,提高焦化废水处理系统中微生物的稳定性和降解速率是我们研究的重中之重。本文则对焦化废水处理技术的研究现状、基础、以及常见和最新的处理技术做了相关介绍。

1 焦化废水现状

焦化废水在煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生,含有大量芳香族、杂环类等难降解有机物以及氨氮、氰化物、硫化物等无机污染物,对水环境安全构成严重威胁。2012年,国家环保部颁布了最新的《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—1992)中对焦化废水的相关规定。新标准不但对废水中的COD、氨氮、悬浮物、挥发酚、氰化物等已有指标提出了更为严格的要求,而且增加了总氮、总磷、硫化物等新排放指标。虽然目前焦化废水处理工程已经得到落实,但在实际运行过程中还是存在较多问题,例如水质排放不达标,处理系统运行稳定性差,而且废水排放量比较大。随着国家对焦化废水的管理日益严格,传统的“预处理+生化处理”工艺已经相当难达到要求,因此对焦化废水的深度处理势在必行[1]。

2 焦化废水深度处理技术

焦化废水深度处理技术方法的能够达到处理水达标排放或者水回用方式最佳。目前,焦化废水深度处理的技术主要包括:膜分离技术、混凝沉淀法、吸附法、高级氧化(Fenton氧化、O3氧化、催化湿式氧化、电催化等)以及生物化学法[2]。

2.1 膜分离技术

膜分离技术的核心是膜,其分离方法主要利用膜的选择透过性,驱动力主要包括压力差、浓度差及电位差。膜分离是微滤、超滤、纳滤、反渗透、气体分离、渗透汽化、渗析和电渗析等一系列膜分离技术的总称。膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术,与传统的分离技术相比具有能耗低,节能明显,无二次污染,经济效益高,分离效率高,设备体积小,占地面积小,维护工作量少,可靠度高,操作简单等方面的优点。近年来,膜分离技术取得了巨大的发展,并且有着广泛的应用领域。针对焦化废水,目前主要采用(超滤+反渗透)的双膜法进行处理,其反渗透产水达到工业循环冷却水回用的水质标准。但是,由于反渗透过程中只是将污染物质浓缩而不是从根本上去除,因此还需要解决反渗透浓缩液的去向问题,目前具有一定应用局限性。

2.2 絮凝沉淀法

混凝沉淀法作为一种水处理或净化过程中常用物化方法,其原理是在废水中加入一定量的混凝剂,使废水中难以沉淀或过滤的污染物通过物理或化学作用使其集结成较大的颗粒,从而达到分离的目的。目前,常用的无机絮凝剂包括聚合硫酸铝(PFS)、聚合氯化铝(PAC),常用的有机絮凝剂为聚丙酰胺(PAM)。目前有一些新的絮凝剂的开发利用,例如研究了不同絮凝剂处理焦化废水的效果,发现高铁酸钠具有优异的脱色、脱除CODCr性能。对于絮凝法深度处理焦化废水,絮凝剂不同,脱除效果差别很大。因此,开发低廉高效无二次污染的絮凝剂是关键。

2.3 吸附法

吸附法是一种利用多孔性吸附剂吸附废水中污染物质,使废水得到净化处理的方法。目前常用的吸附剂包括活性炭、沸石、粉煤灰、果壳等。例如比较了沸石和活性炭对焦化废水深度处理的效果。研究表明,沸石对残余氨氮去除效果好,而活性炭对于难降解的有机物具有很好的吸附去除效果。还有针对生化处理后的焦化废水采用煤质炭、果壳炭和椰壳炭处理,可使出水COD达到100mg/L以下,煤质炭最适合用于回用工艺,并进行了(混凝+活性炭)处理二级生化后的焦化废水,可以达到出水COD<50mg/L的效果。该作者指出,混凝预处理可以降低活性炭有机负荷,利于形成生物活性炭,延长活性炭使用时间。

以及用颗粒活性炭以及树脂对二级生化后的焦化废水进行处理研究,主要以挥发酚和COD作为评价指标,COD及挥发酚脱除效率较高,并且经过对比活性炭与树脂后发现,活性炭具有更大的吸附容量,更加适合用于焦化废水生化出水的深度处理。虽然吸附法对焦化废水处理效果较好,但是吸附剂再生具有一定困难。

2.4 高级氧化法

高级氧化方法主要是通过不同的方法,产生具有强氧化性的羟基自由基(OH),再利用其强氧化性将废水中的难生物降解有机物降解为可生化的有机物质或小分子物质,甚至直接转化为CO2和H2O的过程,主要包括芬顿氧化、臭氧催化氧化、电催化氧化、催化湿式氧化法等。芬顿氧化法是采用过氧化氢为氧化剂,利用亚铁离子的催化作用产生羟基自由基。许多学者研究了芬顿氧化技术对焦化废水的深度处理,可以有效降低COD,并且结合絮凝沉淀法,更好地去除COD及色度。臭氧催化氧化是以臭氧为氧化剂,利用各种催化剂(例如氧化铝为载体负载金属离子)的催化作用产生羟基自由基[3]。电催化氧化过程是通过阳极反应直接降解有机物,或通过阳极反应产生羟基自由基(OH)、臭氧一类的氧化剂降解有机物,这种降解途径使有机物分解更加彻底,不易产生毒害中间产物。虽然高级氧化技术以其高效、对COD无选择性等优点受到重视,已经在焦化废水深度处理过程中做了许多研究,但是其运行成本相对较高。

3 结束语

传统的焦化废水处理工艺具有一定的局限性,废水处理的成本较高,能源消耗较大,需要科学地进行优化,从而提高焦化废水的处理效率。典型的焦化废水处理工艺优化,主要包括焦化废水处理工艺流程,以及焦化废水处理工艺的优化效果

 
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