1国内外焦化废水处理技术浅析

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浅谈焦化废水处理技术

浅谈焦化废水处理技术

浅谈焦化废水处理技术【摘要】:本文以下内容将根据作者多年的实践经验,对焦化废水处理技术进行简要的分析,仅供参考。

【关键词】:焦化废水;工艺;处理技术Abstract ]: This paper based on the author’s practical experience, the coking wastewater treatment technology to conduct a brief analysis, for reference only.[ Key words ]: process; coking wastewater; treatment technology1、前言改革开放以来,随着经济的不断发展,在一段时间内,环境污染相当严重,原来一些清澈的河流变得恶臭无比,一些肥沃的土壤变得贫瘠甚至寸草不生,很多人因饮用了受到污染的水、河里的鱼虾、土地里的粮食蔬菜而撒手人寰,可以这么说,废水污染使我国付出了惨痛的代价。

近年来,我国逐渐意识到环境的重要性,意识到环境和经济其实是相辅相成的关系,为了实现经济的可持续发展,也为了还给广大人民群众一个清新的生态环境,我国开始对废水进行治理,对被污染的河流湖泊进行补救,限制甚至关闭高污染性企业,进行新工艺新技术的革新淘汰一些容易造成污染的落后工艺技术,尽管付出了沉重的代价,但是我国的整体环境也得到了质的改变,人们又开始能享受清新的空气、透明的河水、放心的粮食蔬菜了。

本文以下内容将根据作者多年的实践经验对焦化废水处理技术进行简要的分析,仅供参考。

2、焦化废水概述焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物,成分复杂,污染物浓度高、色度高、毒性大,性质非常稳定,其中一些还是强致癌物,是一种典型的难降解有机废水。

许多焦化厂的外排水虽然经过了溶剂脱酚、生物脱酚等净化工艺处理,但是其中某些有毒有害物质的浓度仍居高不下,常常难以达到国家允许的排放标准。

焦化废水深度处理技术及其应用分析进展

焦化废水深度处理技术及其应用分析进展

焦化废水深度处理技术及其应用分析进展焦化废水是一种典型的含难降解有机污染物的工业废水,对环境污染严重。

因此,焦化废水的处理越来越多的受到相关学者及专家的重视。

但现有焦化废水处理技术很难连续稳定满足日益严格的环保要求,因此必须对生化处理后的焦化废水开展深度处理来解决环保问题。

本文综合阐述了近年来国内焦化废水的深度处理方法,为以后焦化废水的深度处理提供一些思路。

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,焦化废水的成分非常复杂,含有多种污染物质。

该类废水突出的特点是氨氮(NH3-N)浓度高,难生物降解,有机物含量高,实际生产过程中的水质水量变化大,一直是国内外废水处理的主要研究课题之一。

目前国内大部分的焦化厂普遍采用预处理(除油/蒸氨/脱酚等)一厌氧一兼氧一好氧一二沉池(上清液回流至兼氧,污泥回流至好氧),即预处理+A20工艺,处理后焦化废水指标基本稳定在二级排放标准,至于满足一级排放标准,还受多种因素制约。

由于环保要求越来越严格,加之水资源的紧张,要求焦化厂废水零排放的呼声越来越高,而部分地方环保要求更加严格,主要控制指标C0DCr≤50mg∕L o但现有焦化废水处理技术很难连续稳定满足日益严格的环保要求,必须技术创新,转换思路,寻求新技术,采用先进成熟设备等方法,对生化处理后的焦化废水开展深度处理来解决环保问题。

1焦化废水尾水处理技术及其应用焦化废水生化处理后的出水,COD等污染物一般都较难再直接生化处理,因此深度处理多采用Fenton氧化法、电化学法、膜法及组合工艺等方法处理。

1.IFenton试剂氧化法Fenton试剂是Fe2+和H202混合得到的一种强氧化剂(可产生氧化能力很强的-OH自由基),对于难生物降解的有机废水,该法具有反应迅速、温度和压力等反应条件易于满足、无二次污染等优势,近年来越来越受到业内人士的关注并给予较为广泛的研究。

赵晓亮,魏宏斌等人以实际焦化废水经A20工艺处理后的出水为研究对象,考察了Fenton试剂氧化法深度处理焦化废水的效果和影响因素。

焦化废水深度处理及回用技术方案探讨

焦化废水深度处理及回用技术方案探讨

焦化废水深度处理及回用技术方案探讨随着焦化工业的发展,焦化废水的处理和回用已经成为一个重要的话题。

焦化废水通常包括高浓度有机物、氨氮、苯、多环芳烃以及重金属等污染物,如果未经处理就直接排放,会严重污染环境,而且废水处理成本也很高。

因此,对于焦化废水的深度处理和回用,有必要进行充分探讨。

一、焦化废水的组成及特性焦化废水的主要组成物质是氨氮、COD、苯、酚、镍、铅、铬等,其中COD 的浓度较高,不同的深度处理方案针对的污染物也不同,如化学沉淀法比较适用于铬,离子交换法适用于氨氮,生物处理可以降解COD。

因此,需要先了解焦化废水的组成及特性,才能制定合适的处理方案。

二、深度处理方案1、化学沉淀法化学沉淀法是将废水中的有机物和重金属离子与沉淀剂作用,沉淀出来的物质达到一定程度后形成沉淀物。

具体操作过程包括:废水→反应槽→加入沉淀剂→经过混合反应→沉淀沉积→上清液→达标排放。

化学沉淀法适用于中等浓度的重金属离子含量较高的废水,常用的沉淀剂有氢氧化钙、氢氧化铁等,缺点是产生大量的沉淀物,会引起二次污染,而且处理成本比较高,也不适用于处理一些高浓度有机物和氨氮含量较高的废水。

2、离子交换法离子交换法是利用树脂材料的特性,使废水中带电荷的物质与树脂表面形成化学吸附,从而达到净化废水的目的。

具体操作过程包括:废水→树脂柱→离子吸附→冲洗脱附→皮质用水。

离子交换法适用于处理氨氮、硫酸盐、硝酸盐、铬、钴等离子含量较高的废水,但其缺点是需要大量的化学品和树脂材料,处理成本比较高。

3、生物处理法生物处理法是一种通过生物酶的作用降解废水中的有机物,使之转化为水和二氧化碳的处理方法。

生物处理法适用于有机物浓度较高的废水,比如厂区内的污水,采用活性污泥法、生物滤池法等方式对焦化废水进行处理,可以有效地去除废水中的COD等有机物,缺点是工艺条件严格,一旦出现细菌死亡或滞留等情况,就会影响生物酶的活性,导致废水处理效果不佳。

三、回用方案对于焦化废水,除了对其进行深度处理外,还可以考虑回用的方案。

焦化废水的污染物特征及处理技术的分析

焦化废水的污染物特征及处理技术的分析

焦化废水的污染物特征及处理技术的分析所属行业: 水处理关键词:工业废水焦化废水废水处理焦化废水是煤在高温干馏、煤气净化以及副产品回收和精制过程中产生的一类典型工业废水,除含有大量氮化物、氰化物、硫氰化物、氟化物等无机污染物外,还有高浓度的酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃等有机污染物。

受原煤性质、炼焦工艺、化工产品回收方式和季节等因素的影响,在焦炭炼制、煤气净化及化工产品回收过程中焦化废水的水质成分有显著差异,总体性质表现为氨氮、酚类及油分浓度高,有毒及抑制性物质多,对环境构成严重污染,是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业废水。

2009年我国焦化废水排放量约为270Mt,占全国工业废水总排放量的0.99%。

目前的各种处理工艺并不能完全矿化焦化废水中的污染物,处理后的废水中仍有大量的有机污染物随外排水进入到环境中,这不仅限制了焦化工业乃至相关产业的发展,也危害到自然生态平衡和人类健康。

本课题组认为,控制焦化废水的有机污染应从认识其中有机物的组成开始,这是优化工艺、控制污染的基础,而此类研究相对较少。

对于焦化废水水质认识的不足,特别是对其中典型有机污染物认识的匮乏,以及对污染物在废水处理过程中的行为和去向缺乏深入了解,导致污染控制工艺的选择带有盲目性。

本文分析了焦化废水的污染特征,综述了焦化废水的处理技术,以期为焦化行业的污染物控制提供理论支持和借鉴。

1焦化废水的污染特征1.1焦化废水的水质目前国内外关于焦化废水的研究主要集中在处理方法及不同处理工艺的比较方面[16-20],鲜见关于焦化废水污染物组成特征和水质全面分析的研究,而此类研究却是选择经济、高效处理方法和工艺的基础。

以焦炭生产规模为1.0×106t/a的广东省韶关钢铁集团有限公司(简称韶钢)焦化厂为例,产生的焦化废水量为1800m3/d,废水COD为2900~4100mg/L,氨氮质量浓度为100~400mg/L,代表了焦化厂技术工艺的普遍水平。

专题焦化废水处理方法的分析研究进展

专题焦化废水处理方法的分析研究进展

专题题目:焦化废水处理方法的研究进展内容摘要:焦化废水是国内外工业废水处理领域的难题。

目前,国内外对焦化废水中酚、氰等有毒物质的处理,生物活性污泥法是一个比较普遍有效的方法。

但对其中NH3-N、氟化物、COD等去除效果较差,难以满足外排要求,因此,国内外对焦化废水处理工艺和净化技术改进进行很多研究,不同国家有自己特点,操作、运行、测试和监控等技术也更多地向节能、经济、高效和实用方向发展。

焦化废水的最终排放,视本国国情、地质环境、环保法规以及当地生态状况而定。

总体而言,我国焦化废水的治理水平与国外基本相当,但仍存在一定差距。

关键词:焦化废水处理技术方法发展趋势研究现状方向一、焦化废水处理技术简况焦化废水处理方法有以下几种:1.1活性污泥法一般情况下,活性污泥法处理焦化含酚废水的流程是:废水先经预处理——除油、调均、降温后,进入曝气池,曝气后进入二次沉淀池进行固液分离,处理后废水含酚质量浓度可降至0.5mg/L左右,废水送回循环利用或用于熄焦,活性污泥部分返回曝气池,剩余部分进行浓缩脱水处理。

1.2生物铁法生物铁法是在曝气池中投加铁盐,以提高曝气池活性污泥浓度为主,充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强化生物处理方法。

此法的工艺包括3个部分:废水的预处理、废水的生化处理和废水的物化处理。

1.3炭-生物法国内一些焦化厂生化处理装置由于超负荷运行或其他原因,处理后的水质不能达标,炭—生物法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。

老化的活性炭采用生物再生。

1.4投加生长素强化生化法现有焦化厂生化处理曝气池容积偏小,酚、氰化物和COD降解效率较低的情况下,用投加生长素来提高活性污泥的活性和污泥浓度,强化现有装置的处理能力。

1.5高温好氧微生物处理焦化废水生化法处理焦化废水工艺对温度要求较严格,一般水温控制在1 0-40℃。

1.6缺氧-好氧<A-O)法处理焦化废水A-O法内循环生物脱氮工艺,即缺氧-好氧工艺,其主要工艺路线是缺氧在前,好氧在后,泥水单独回流,缺氧池进行的反硝化反应,好氧池进行硝化反应,焦化废水先流经缺氧池而后进入好氧池。

焦化废水处理新技术

焦化废水处理新技术

焦化废水处理技术现状及展望摘要:本文介绍了焦化废水的处理的主要工艺,对A2/O工艺,A2/O2工艺,SBR 工艺进行的比较。

并介绍了焦化废水的处理的新技术以及发展前景。

关键词:焦化废水;废水处理;新技术背景: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。

2007年焦炭产量33554万吨,占全球焦炭总产量的60%。

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,因此焦化行业是关系国计民生的重要行业,同时也是一个重污染的行业,是“十一五”节能减排的重要领域。

近年来,焦化废水的处理越来越受到人们的重视和关注。

1.焦化废水来源及组成焦化废水主要排放源:第一,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;第二,煤气净化过程中煤气终冷器排出的循环污水和粗笨分离槽排水等;第三,煤焦油、精苯及其他工过程的排水。

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14%计,主要由3部分组成:装炉煤表面的湿存水、装炉煤干馏产生的化合水和循环氨水泵的含油工艺废水。

上述焦化废水中,易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物(吡咯、萘,呋喃、咪唑等);难降解的有毗啶、咔唑、联苯、三联苯等。

焦化废水中有机物的类别及其含量见表l。

表1 焦化废水中有机物类别及含量[1]有机物质量分数/%苯酚类及其衍生物60.08喹啉类化合物13.47苯类及其衍生物9.84吡啶类化合物 2.42萘类化合物 1.45吲哚类化合物 1.14咔唑类化合物0.95呋喃类化合物 1.67咪唑类化合物 1.60吡咯类化合物 1.29联苯、三联苯类化合物 2.09三环以上化合物 1.8吩噻嗪类化合物0.84噻吩类化合物 1.36焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异而不同。

焦化废水处理方法及方案

焦化废水处理方法及方案

焦化废水处理方法及方案焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物,成分复杂,污染物浓度高、色度高、毒性大,性质非常稳定,是一种典型的难降解有机废水。

它的超标排放对人类、水产、农作物都构成了很大危害。

如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题,已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。

目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理,然后进行生物脱酚二次处理。

但是,焦化废水经上述处理后,外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。

针对这种状况,近年来国内外学者开展了大量的研究工作,找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。

这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。

1 生物处理法生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法,常作为焦化废水处理系统中的二级处理。

目前,活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。

这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触;溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附,并最终氧化为最终产物(主要是CO2)。

非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物,然后被代谢和利用[1]。

基本流程如图1所示。

图1 生物处理法基本流程但是采用该技术,出水中的CODCr、BOD5、NH3-N等污染物指标均难于达标,特别是对NH3-N污染物,几乎没有降解作用。

近年来,人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着手,研究开发了生物强化技术:生物流化床,固定化生物处理技术及生物脱氮技术等。

这些技术的发展使得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,使得生物处理技术成为一项很有发展前景的废水处理技术。

合肥钢铁集团公司焦化厂、安阳钢铁公司焦化厂、昆明焦化制气厂采用A/O(缺氧/好氧)法生物脱氮工艺,运行结果表明该工艺运行稳定可靠,废水处理效果良好,但是处理设施规模大,投资费用高。

上海宝钢焦化厂将原有的A/O生物脱氮工艺改为A/OO工艺,污水处理效果优于A/O工艺[2],运行成本有所降低,效果明显。

焦化废水处理技术ppt课件

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其二为PAHS(多环芳烃) ,这是一类广为人知的致癌致突物质,是焦炉 的高温焦油中最主要的成分,而且种类最多,但却不是废水中的主要成分, 由于其显著的毒害作用,长期以来一直是人们关注和侧重的对象。其中的 致癌物或可疑致癌物如萘、蒽、苯并( a)蒽、苯并( a)芘等皆属于美国 环保局优先污染物。
5
主要排放点水质情况
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生物膜附着也比较稳定,但需要大量化工原料,对环境造成污染。 目前而言,组合填料等化工填料在SBBR实验中应用比较广泛。但若推广到实际
处理中,积极寻找可以替代化工原料生产的填料,对于改善环境、缩减污水处理 成本有良好的价值。
SBBR 工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术,许多研究工作刚刚起步, 仅仅停留在实验研究阶段。在现阶段发展中尚存在许多问题如: ( 1) 缺少关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响分析; ( 2) 如何选择轻质、高效、价廉、使用寿命长的填料及填料对系统生物量增加 的影响;
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焦化废水处理技术
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焦化废水概述
焦化废水作为高COD、高氨氮的难降解有机废水。其主要是煤在高温干 馏以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水。
焦化废水特点
焦化废水成分复杂。
含有大量难降解物质和有 毒有害物质。 色度高,有机物性质非常稳定, 可生化性较差。 氨氮浓度高,危害巨大。 水质变化幅度大。
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影响SBBR工艺运行的因素
反应器的构造、填料类型、有机负荷浓度、营养物质含量、对微生物具有毒害
作用的污染物的量、水力停留时间、溶解氧含量、pH值及温度等均能对SBBR的运
行产生影响。
(1)填料对SBBR的影响
(2)有机负荷浓度对SBBR的影响
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摘要:焦化废水来源于炼焦生产中煤在高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程,其水质复杂排放量大。文章对国内外常用的焦化废水处理技术,如传统生化处理技术进展和新型焦化废水处理技术进行了探讨。关键词:焦化废水;生化法;超临界水氧化;传统生化处理技术;新型焦化废水处理技术中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)20-0121-02

2009年第20期(总第131期)Chinesehi-techenterprises

NO.20.2009(CumulativetyNO.131)中国高新技术企业

一、当前国内外焦化废水的治理技术及其存在问题(一)焦化废水的处理技术主要分为生化法、化学氧化法和物理化学方法生化法方面主要有活性污泥法,SBR法,A-O(缺氧-好氧)法,以及新兴的生物强化技术、生物膜、生物流化床技术和各种生物脱氮组合工艺。化学氧化法主要有催化湿式氧化法、光化学氧化法、化学药剂氧化、臭氧氧化法等,因焦化废水处理量大,这些方法处理工业废水目前更多的是实验研究或者处理中试阶段,尚未真正投入工业运用。物理化学方面有混凝、萃取、活性炭吸附、膜分离以及超声波声化学法等,一般作为生化法的预处理或后处理方法。(二)焦化废水的处理方式虽然很多,但目前各国应用最广泛的还是生化法1.它利用微生物的新陈代谢使废水中的有机物分解。然而,生化处理法虽然有处理量大,适用范围广,维护费用低等优点,但也因焦化废水水质水温波动较大而处理效果受到影响。如细菌等微生物对废水的温度要求特别高,一般水温需控制在10℃~40℃之间,而地处我国南方的夏季进水水温通常在50℃左右。也同时受废水的pH值,污染物浓度的影响,所以对操作条件要求比较严格。2.国内外所采用的生化处理技术大体相同,只不过国外在二级生化处理之前采取了更为复杂的预处理和其他方法控制进入生化系统的水质,防止有毒污染物浓度过高,并在生化处理流程之后采取三级净化系统。如美国美钢联的加里公司炼焦厂将生产的焦化废水收集后,再用等量的湖水稀释。该系统包括脱焦油、游离蒸氨、后蒸氨、调节槽、废水调节储存槽以及活性污泥处理系统等。加拿大Dofasco和Stelco公司的焦化厂采用经蒸氨去除游离氨和加碱去除固定铵后进行生化处理与深度处理。日本大部分焦化厂的废水使用活性污泥法,由于日本特有的排海优势,因此在焦化废水处理时,首先考虑降低废水中的有毒物质,在调节池中先加3~4倍稀释水,以降低NH4+-N和COD浓度。在进入曝气池之前,再进行pH值调整,加入磷酸盐,然后进行约10h的曝气,再经沉淀后的水排入海洋水体。欧洲的焦化废水处理工艺普遍采用以预处理去除油与焦油,气提法除氨,生物法去除酚、氰化物、硫氰化物、硫化物,并进行深度处理后排放。3.当前国内对焦化废水的处理普遍采用预处理加生化处

理的二级处理工艺,国外进一步利用活性炭、生物膜技术等进行三级的深化处理。我国在20世纪60年代末,冶金部冶金研究总院环境保护研究所开展了焦化废水生化处理研究,而后在马钢、武钢等工程中得到了应用,至今仍为大多数钢铁企业在焦化废水中所采用。20世纪70年代末与80年代初,宝钢从日本全部引进焦化废水三级处理技术。所谓三级处理,是采取脱酚、蒸氨、生物处理和活性碳吸附等组成的以生物处理为中心的多种物理化学方法组成的工艺流程。目前,国内大多数废水处理系统都是采用一级处理和二级处理工艺。一级处理是指高浓度废水中污染物的回收利用,其工艺包括氨水脱酚、氨水蒸馏、终冷水脱氰等。二级处理主要是指一级预处理后的出水与其他焦化废水混合,将酚氰废水无害化处理,进入以生化法为主的处理系统,如活性污泥法,A-O池,SBR池等。三级深度处理是指生化处理后的排水仍不能达到排放标准时采用再次深度净化。其主要工艺有活性碳吸附法、炭生物膜法、混凝沉淀法和氧化塘法。4.作为生化法处理焦化废水的代表,活性污泥法是一种应用最为广泛的焦化废水好氧生物处理技术,占地小,处理效率高,工艺流程如图1所示。该方法采用曝气池活性污泥与废水中的有机物充分接触,溶解性的有机物被微生物细胞吸附、降解,最终形成代谢产物(主要是CO2、H2O);非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物,然后被代谢和利用。但是,对于焦化废水中的难降解有机物,如多环芳烃和杂环化合物,其处理效果并不理想,出水CO浓度较高,难以满足排放标准对COD的要求。因而各废水站采用延长曝气池水力停留时间来提高处理效果,tHRT分别延至24h、36h甚至48h。由于焦化废水中多环芳烃和杂环化合物结构复杂,其降解过程需要较长时间,延长水力停留时间对处理效果起到了一定的改善作用,但出水水质仍难以达到废水排放标准对COD的要求。此外,常规生物处理对氨氮无明显去除作用,无法满足废水排放标准对氨氮的控制要求。

图1普通活性污泥法工艺流程

国内外焦化废水处理技术浅析彭超(湖南省环境保护科学研究院,湖南长沙410000)

121--现有的生化处理工艺对当中酚、氰、油类等物质的脱除较为有效,但对氨氮和CODCr的去除效果非常有限。国内绝大多数焦化厂外排废水CODCr均未能达标排放。我国焦化废水通常所占比例最大的为苯酚及其衍生物,约占总质量的60%以上,而杂环化合物、多环芳烃、喹啉、苯类等难降解的毒性物质占1/3以上。难降解性有机物的比例越高,越难于实现好的生化处理效果。

二、传统生化处理技术进展近年来,人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着手,研究开发了生物强化技术、生物流化床、固定化生物处理技术及A/O/O、O/A/O等包含生物脱氮技术的工艺流程等。这些技术的发展使得大多数有机物质实现了生物降解,出水水质得到了改善。生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点,改进后的新工艺在一定程度上提高了焦化废水的外排水质,因而也在国内外得到广泛使用。但是生物法对进水污染物含量有严格要求,稀释水用量大,废水的pH值、温度、营养、有毒物质浓度、进水有机物浓度、溶解氧量等多种因素都会影响到细菌的生长和出水水质,这也就对操作管理提出了较高要求。另一方面,生化处理设施规模大,停留时间长,投资费用较高等方面的缺点也使人们急切地寻找合适的替代方法。于是一些新的方法应运而生。其中包括以超临界水氧化法,湿式氧化法为代表的新型氧化技术,微波与超声波法、芬顿试剂处理法、光催化纳米材料处理等高级氧化技术,药剂絮凝的新物化法、电化学法氧化技术、等离子体处理技术以及一些以废治废的方法如烟道气处理剩余氨水或者焦化废水等。

三、新型焦化废水处理技术(一)超临界水氧化技术概述超临界水氧化(supercrticalwateroxidation,SCWO)是一项新兴的有机废水处理技术,它利用超临界水表现出的极性或者非极性有机溶剂的特性,与氧化物反应,将废水中的有机物分解成完全氧化的产物如二氧化碳等。在水的临界点(Tc=374.3℃,Pc=22.1MPa)以上,水的密度、黏度、介电常数、离子积的降低,水分子间的氢键网络结构消失,水的介电常数降低到与有机溶剂近似,此状态下的超临界水具有一系列特殊性质。通过调整超临界水体系温度和压力,可以控制体系中所进行的反应的速度和反应进行的程度。超临界水的这些特性使超临界水氧化反应与生化处理法、湿式空气氧化法、燃烧法等传统的废水处理技术相比具有一些独特的优势。例如,在有机污染物的处理过程中,超临界水特殊的溶解性能使得本来在液相和(或)固相中有机物与气体(通常为氧气)之间发生的多相反应,转化为超临界水中的均相反应,消除了相间的传质阻力;超临界水特殊的传质、传热和扩散性质,使得超临界水氧化过程的反应速度比较快,通常在几秒到几分钟内,反应的转化率就可达到100%小分子气体。超临界水氧化并不针对某种或某类有机物,而是对几乎所有的有害有机物均有效,因而是一种常用的有机物处理技术,尤其适合于高毒性、难降解的污水、污泥处理。经处理后的污水可达标排放或零排放,无二次污染,处理时间短,运转费用低。相对于传统方法难以处理的废水体系,超临界水氧化技术已成为一种具有很大潜在优势的环保新技术。美国国防部和能源部已用SCWO技术处理化学武器、火箭推进剂、炸药等高能废物。此外,废水产生的余热还可用于发电和供热。超临界水氧化处理废水的工艺最早是由Modell提出的,1985年由Modar公司建成超临界水氧化的中试装置,其流程如图2所示:

1.废水槽;2.废水泵;3.氧化反应器;4.固体分离器;5.空气压缩机;6.循环用喷射泵;7.膨胀透平器;8.高压气液分离器;9.蒸汽发生器;10.低压气液分离器;11.减压阀图2超临界水氧化处理污水流程超临界水氧化处理过程如下:首先,用废水泵将废水压入反应器,在此与一般循环反应物直接混合而加热,提高温度。其次,用压缩机将空气增压,通过循环用喷射器把上述循环反应物一并带入反应器。有害有机物与氧在超临界水相中迅速反应,使有机物完全氧化,氧化释放出的热量足已将反应器内的所有物料加热至超临界状态,在均相条件下,使有机物和氧进行反应。离开反应器的物料进入旋风分离器,在此将反应中生成的无机盐等固体物料从流体相中沉淀析出。离开旋风分离器的物料一分为二,一部分循环进入反映器,另一部分作为高温高压流体先通过蒸汽发生器,产生高压蒸汽,再通过高压气液分离期,在此氮气与大部分二氧化碳以气体物料离开分离器,进入透平机,为空气压缩机提供动力。液体物料经排出减压阀,进入低压气液分离器,分出的气体进行排放,液体则为洁净水,而作为补充水进入水槽。(二)超临界水氧化法的特点1.氧化效率高,水溶液中有机物的去除率可达到99.9%以上。2.水溶液中有机物浓度达到5%以上时,有机物氧化释放出的反应热可以维持反应所需热量,在正常运行中无需外界供热,实现自燃。3.反应在密闭容器中进行,密封条件极好,有利于有毒、有害物质的氧化处理,不会对环境带来二次污染。4.有机物氧化彻底,处理后的排水可以直接排放,不需要后续处理过程。5.几乎对所有有机污染物均可进行氧化分解。6.由于均相反应停留时间短,反应器结构简单,使用较小体积的反应器就可以处理较大流量的有机污染物,有利于工业实际运行。

参考文献[1]王绍文,钱雷,秦华,等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].北京:冶金工业出版社,2005.[2]邹家庆.工业废水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2003.[3]何苗,顾夏声.杂环化合物和多环芳烃生物降解性能的研究[J].给水排水,2006,2(22).[4]何苗,张晓健,瞿福平.杂环化合物及多环芳烃厌氧酸化降解性能的研究[J].中国给水排水,2007,3(13).

作者简介:彭超(1977-),女,湖南长沙人,湖南省环境保护科学研究院工程师,研究方向:环境影响评价。

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