我國(guó)是焦炭生產(chǎn)大國(guó),也是世界焦炭市場(chǎng)的主要出口國(guó)。近幾年來,隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展,與之相配套的煉焦規(guī)模也空前擴(kuò)大,2013年我國(guó)又新建43座焦?fàn)t、新增產(chǎn)能2 660萬t,全國(guó)煤炭產(chǎn)量37億t左右,同比增長(zhǎng)8.1%。由此在煤制焦炭、煤氣凈化和焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的焦化廢水排放量將成倍增加。焦化廢水大量排放,不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,直接威脅人類的健康,還會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi),因此,焦化廢水的處理技術(shù)得到業(yè)界同行的廣泛關(guān)注〔1〕。

　　1 焦化廢水來源及成分

　　焦化廢水主要來自煉焦和煤氣凈化過程及化工產(chǎn)品的精制過程,主要來源有3個(gè)方面：蒸氨廢水、煤氣冷卻水、油加工和粗苯精制過程中產(chǎn)生的廢水 ,其中以蒸氨過程中產(chǎn)生的剩余氨水為主要來源〔2〕。

　　焦化廢水成分復(fù)雜,主要含有數(shù)十種無機(jī)和有機(jī)化合物。孫令東等〔3〕利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)對(duì)焦化廢水進(jìn)行分析,并用液-液萃取和C18與硅脫微柱層析法進(jìn)行預(yù)處理,測(cè)出含有244種有機(jī)污染物。Guoxin Song等 〔4〕利用美國(guó)環(huán)保局的方法——分散液液微萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法分析焦化廢水,并對(duì)其中的15種多環(huán)芳烴進(jìn)行了定量分析。

　　2 焦化廢水處理方法研究現(xiàn)狀

　　2.1 焦化廢水物化處理方法

　　2.1.1 混凝法

　　混凝處理方法的效率主要取決于混凝劑的化學(xué)性質(zhì),常見的有鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚丙烯酰胺等。Fang Zhu等〔5〕采用復(fù)合混凝劑(PAC和有機(jī)聚合物耦合劑)對(duì)焦化廢水生化出水進(jìn)行處理,在PAC投加量為400 mg/L、有機(jī)聚合物耦合劑投加量為300 mg/L時(shí),焦化廢水濁度和色度的去除率分別達(dá)到了96.67%和72.60%。

　　2.1.2 吸附法

　　吸附法常用于焦化廢水的深度處理中,廢水中的溶質(zhì)經(jīng)多孔吸附劑吸附,使廢水得以凈化。MoheZhang等〔6〕將AC作為吸附劑,利用紫外可見光譜、氣相色譜-質(zhì)譜(GS/MS)以及掃描電子顯微鏡(ESEM)對(duì)焦化廢水生化出水中的活性焦吸附進(jìn)行了研究分析,在40 ℃條件下吸附6 h后,廢水COD去除率可達(dá)到91.6%,同時(shí),色度去除率可達(dá)到90%,可知AC材料的吸附性要強(qiáng)于活性炭。Nan Zhang等〔7〕利用電吸附技術(shù)(EST)對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理,發(fā)明了一種用于焦化廢水脫鹽的新電吸附裝置。在試驗(yàn)優(yōu)化條件下,經(jīng)過電吸附處理后鹽的去除率達(dá)到75%。出水水質(zhì)可滿足工業(yè)循環(huán)冷卻水標(biāo)準(zhǔn)(GB 50050—2007),并可以作為焦化廠循環(huán)冷卻水重復(fù)使用。

　　2.1.3 臭氧氧化法

　　由于臭氧分子中的氧原子具有強(qiáng)烈的親電子或親質(zhì)子性,臭氧分解產(chǎn)生的新生態(tài)氧原子也具有很高的氧化活性,因此臭氧具有強(qiáng)氧化性,且接觸時(shí)間短、處理效率高、不受溫度影響、不會(huì)產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn),通常用于焦化廢水的深度處理。Demin Yang等〔8〕采用臭氧氧化法處理焦化廢水生化出水,采用臭氧質(zhì)量濃度為150 mg/L,在pH為10.5、溫度為298 K試驗(yàn)條件下反應(yīng)30 min,COD和色度去除率可分別達(dá)到69.65%和92.27%。由此表明,臭氧氧化技術(shù)是焦化廢水深度處理的一種有效方法。

　　2.1.4 Fenton 試劑法

　　Fenton 試劑法的主要機(jī)理是Fe2+和H2O2快速反應(yīng),生成氧化能很強(qiáng)的·OH,·OH自由基具有很高的電負(fù)性或親電性,可進(jìn)一步與有機(jī)物RH反應(yīng)生成有機(jī)自由基R·,R·進(jìn)一步氧化,使有機(jī)物結(jié)構(gòu)發(fā)生碳鍵斷裂,最終氧化為CO2和H2O。彭瑞超等〔9〕制備了以縛在不銹鋼網(wǎng)表面的活性炭纖維為陰極、鈦片為陽(yáng)極的電Fenton裝置,并采用該裝置處理某焦化廠A2/O出水,在 pH 為 3,電壓為 9 V,陰陽(yáng)極板距離為 30 mm,Na2SO4加入量為 5 g/L,曝氣流量為 600 mL/L,Fe2+投加量為 0.2 mmol/L 的條件下運(yùn)行 2 h,廢水 COD明顯下降,最大去除率為 82.5%。李海濤等〔10〕分別采用高效氧氣還原陰極 PAQ/GF 和形穩(wěn)性陽(yáng)極 IrO2-RuO2-TiO2/Ti 做為陰、陽(yáng)極深度處理焦化廢水生化出水,在優(yōu) 化 條 件 pH為5～6,電 流 密 度 為 10 mA/cm2,空氣流量為 0. 5 L/min 時(shí),反應(yīng)時(shí)間1 h時(shí)對(duì)初始 COD 為 192 mg/L的焦化廢水進(jìn)行處理,COD 去除率達(dá) 50% 以上,TOC 去除率為 25%～30%。

　　2.1.5 電化學(xué)氧化法

　　電化學(xué)氧化法,就是利用外加電場(chǎng)作用,在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi),通過陽(yáng)極產(chǎn)生的高電位氧化降解水體中的有機(jī)污染物。電化學(xué)氧化技術(shù)主要取決于電極材料。

　　Shujing Sun等〔11〕利用以炭納米管和PTFE為涂層的改性電極處理焦化廢水生化出水,利用UV-Vis、GC/MS和COD測(cè)定儀對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,MWNT-ME電極降解2 h后,焦化廢水中的有機(jī)污染物數(shù)量從107減少到49,COD去除率達(dá)到51%,與IrSnSb/Ti電極相比,MWNT-ME電極表現(xiàn)出更好的效果。Xuwen He等〔12〕以飽和焦為填充材料,采用三維電極固定床反應(yīng)器深度處理焦化廢水。結(jié)果表明：焦粉可作為催化電極,在電解時(shí)間60 min、電流8 A、粒徑10~20網(wǎng)格數(shù)、投加量400 mL、板間距1 cm的優(yōu)化條件下,COD的去除率達(dá)到70%,并通過掃描電鏡(SEM)分析可知,活性焦以其緊湊的結(jié)構(gòu)、高結(jié)晶度及其合適的孔隙率,作為電極處理效果較理想。

　　2.1.6 高強(qiáng)度超臨界水氧化技術(shù)

　　超臨界水氧化技術(shù)(SCWO)是以水為介質(zhì),利用在超臨界條件(溫度>374 ℃,P>22.1 MPa)下不存在氣液界面?zhèn)髻|(zhì)阻力來提高反應(yīng)速率并實(shí)現(xiàn)完全氧化。該技術(shù)在20 世紀(jì)80年代中期由美國(guó)學(xué)者M(jìn)odell提出,美國(guó)以及日本在該領(lǐng)域的工業(yè)化研究中領(lǐng)先于我國(guó)〔13〕。Yuzhen Wang等〔14〕研究了超臨界水氧化技術(shù)處理焦化廢水,表明溫度和氧比(OR)增強(qiáng)了H2的摩爾分?jǐn)?shù)和COD的去除效率,在465 ℃、25 MPa、OR為0.2時(shí),H2、CO、CH4、CO2的摩爾分?jǐn)?shù)分別為56.88%、1.17%、7.82%、34.13%。同時(shí),TOC的去除效率、VP(揮發(fā)酚)和NH3-N分別達(dá)到了81.37%、86.09%和47.63%。

　　2.1.7 煙道氣法

　　煙道氣成分主要為氮?dú)狻⒍趸?、氧和水蒸氣和硫化物等。利用煙道氣處理焦化廢水,煙道氣中的SO2和廢水中的NH3和O2反應(yīng)生成硫銨(NH4)2SO4,從而達(dá)到以廢治廢的目的。Jianjun Dong等 〔15〕采用噴淋塔逆流裝置,在入口和出口處設(shè)置自動(dòng)煙氣檢測(cè)儀對(duì)煙氣中SO2的濃度進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)試驗(yàn)過程中SO2濃度的變化規(guī)律及燒結(jié)煙氣中SO2初始濃度對(duì)脫硫率的影響進(jìn)行了研究,表明經(jīng)處理后的燒結(jié)煙氣達(dá)到了鋼鐵工業(yè)空氣污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2 焦化廢水生物處理方法

　　2.2.1 活性污泥法

　　活性污泥法處理焦化廢水,是利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用,從而達(dá)到去除廢水中有機(jī)污染物的目的。該法向廢水中連續(xù)通入空氣,因好氧微生物繁殖,經(jīng)一定時(shí)間后形成污泥狀絮凝物,其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群,具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力?；钚晕勰喾ㄖ饕獞?yīng)用于焦化廢水預(yù)處理后的二級(jí)處理。Y.Lu等〔16〕利用升流式厭氧污泥床(UASB反應(yīng)器)降解焦化廢水中的有機(jī)物,在pH為6.8～7.2,攪拌速度和溫度分別為2 r/min和(30±18) ℃的試驗(yàn)條件下,UASB反應(yīng)器啟動(dòng)了133 d,COD去除率可達(dá)到54%。同時(shí),GC/MS分析表明,UASB反應(yīng)器可基本去除焦化廢水中含有的苯胺、苯酚、鄰-苯酚、對(duì)甲酚、苯甲酸、吲哚、喹啉等十幾種有機(jī)化合物,是一種有效可行的降解焦化廢水有機(jī)物方法。

　　2.2.2 生物脫氮技術(shù)

　　傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)可分為A-O、 A-A-O、O-A-O等工藝,新型生物脫氮技術(shù)主要有半硝化工藝(SHARON)、厭氧氨氧化工藝(ANAMMOX)、半硝化-厭氧氨氧化工藝(SHARON-ANAMMOX)、生物膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮工藝(CAUON)。其中,半硝化-厭氧氨氧化工藝與傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝相比,耗氧量明顯減少,不需要添加碳源,而且產(chǎn)生的剩余污泥量很少〔17〕。

　　Haibo Li等〔18〕采用A-O-O工藝處理焦化廢水,焦化廢水中NH4+-N、酚類物質(zhì)、COD質(zhì)量濃度分別為200～500、250～300、1 700～2 200 mg/L,通過缺氧過程后,NH4+-N、酚類物質(zhì)、COD的去除率分別為17.84%、41.78%、82.63%;好氧反應(yīng)器中溫度為(35±1) ℃,溶解氧為2～3 L-1,氨氧化率和亞硝酸鹽積累率均保持在85%以上,同時(shí)通過GC/MS分析表明：大多數(shù)有機(jī)污染物在反硝化階段分解,A-O-O工藝處理焦化廢水具有很好的前景。

　　Xin Zhou等〔19〕研究了O-O-A-A生物膜法處理焦化廢水,并進(jìn)行了中試,O-O-A-A生物膜系統(tǒng)運(yùn)行了239 d,水力停留時(shí)間為116 h,COD和NH4+-N的去除率分別達(dá)到92.3%和97.8%,出水穩(wěn)定并達(dá)到了污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　Mingjun Shan等〔20〕將短程硝化-厭氧氨氧化硝化耦合技術(shù)應(yīng)用于焦化廢水的處理中,通過對(duì)脫氮技術(shù)的不斷優(yōu)化,出水水質(zhì)可達(dá)到“污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”(GB 8978—1996)。銨態(tài)氮和COD的去除率分別達(dá)到99.5%和96.1%。

　　2.2.3 生物流化床技術(shù)

　　生物流化床技術(shù)是一種新型的生物膜法工藝,其載體在流化床內(nèi)呈流化狀態(tài),使固(生物膜)、液(廢水)、氣(空氣)三相間得到充分接觸,顆粒之間劇烈碰撞,生物膜表面不斷更新,微生物始終處于生長(zhǎng)旺盛階段,保持高濃度的生物量,傳質(zhì)效率極高,水力停留時(shí)間短,運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷比一般活性污泥法高10～20倍,耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。因此近幾年在處理難降解有機(jī)廢水方面應(yīng)用得越來越廣泛。

　　Na Li等 〔21〕采用三相好氧生物流化床結(jié)合新型超微結(jié)構(gòu)生物填料對(duì)焦化廢水中COD和NH4+-N的降解進(jìn)行了研究,在運(yùn)行20 h,pH為7.5,DO為2～5 mg/L條件下,COD和NH4+-N的去除率可分別達(dá)到82%和87%。Feng Wang等〔22〕利用磁穩(wěn)定流化床(MSFB)結(jié)合磁性介孔二氧化硅顆粒固定化漆酶處理焦化廢水中的酚,苯酚的降解率可達(dá)到99%以上,是一種很有發(fā)展前景的方法。

　　2.2.4 生物強(qiáng)化處理技術(shù)

　　與傳統(tǒng)生物處理工藝相比,生物強(qiáng)化技術(shù)使用了特效微生物菌群和維持菌群活性的生物催化劑,可大大縮短處理工藝流程和工程投資,無二次污染,可抑制污泥膨脹,提高廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,因此在有機(jī)廢水處理中越來越受到重視。Shengnan Shi等〔23〕采用生物強(qiáng)化技術(shù)處理焦化廢水,運(yùn)行120 d后,吡啶、喹啉、TOC的去除率分別為99%、85%、65%,COD和NO3--N的去除率均為95%以上。通過終端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析16SrDNA,生物反應(yīng)器內(nèi)的細(xì)菌群落的多樣性呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。

　　2.2.5 序批式反應(yīng)器

　　序批式反應(yīng)器(SBR)是一個(gè)間歇注水的反應(yīng)器系統(tǒng),包括一個(gè)獨(dú)立的完全混合式反應(yīng)器,活性污泥工藝的所有步驟都在其中發(fā)生,典型流程包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等5個(gè)過程,是一個(gè)集生物降解和脫氮除磷于一體的間歇運(yùn)行的廢水處理工藝。E. Mara?ón等〔24〕采用SBR處理焦化廢水,反應(yīng)在CSTR(連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器)中進(jìn)行,氨汽提效率為96%,水力停留時(shí)間115 h,出水硫氰酸鹽、酚類的去除率分別為98%、99%。

　　2.2.6 曝氣生物濾池

　　曝氣生物濾池(BAF)工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質(zhì))的作用。曝氣生物濾池是集生物氧化和截留懸浮固體一體的新工藝,節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池),具有容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大,水力停留時(shí)間短,所需基建投資少,出水水質(zhì)好,運(yùn)行能耗低,運(yùn)行費(fèi)用少的特點(diǎn)。Yaohui Bai等〔25〕采用沸石曝氣生物濾池(Z-BAFS)處理焦化廢水,沸石作為填充物,克隆文庫(kù)分析表明,生物膜中的微生物生長(zhǎng)得到強(qiáng)化,該方法處理難降解有機(jī)廢水具有很好的發(fā)展前景。

　　2.3 焦化廢水處理研究最新進(jìn)展

 　　2.3.1 多種載體應(yīng)用于生物處理技術(shù)

　　Wufeng Jiang等〔26〕采用以高碳金屬球?yàn)檩d體的固定床反應(yīng)器(MPHC)處理焦化廢水,并對(duì)廢水中酚類、氰化物、COD、和氨氮的去除效果進(jìn)行了研究,結(jié)果表明：MPHC對(duì)酚類、氰化物的降解有良好的降解作用,去除率分別為99.88%、99.81%;COD降解率為70.61%。通過FI-IR分析,經(jīng)過MPHC處理后有機(jī)污染物并非被吸附,而是得到了降解。

　　Yue Cheng等〔27〕研究了采用磁性材料改性后的多孔陶粒作為載體應(yīng)用于生物膜反應(yīng)器對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理,相比于傳統(tǒng)的活性污泥法,經(jīng)過磁性材料改性后的多孔陶粒作為載體應(yīng)用于生物膜反應(yīng)器處理焦化廢水可以將COD和NH3-N的去除率分別提高25%～30%;相比于無磁性載體的生物膜反應(yīng)器,經(jīng)過磁性材料改性后的多孔陶粒作為載體應(yīng)用于生物膜反應(yīng)器處理焦化廢水可以將COD和NH3-N的去除率分別提高15%～20%。在曝氣量為1.5 mL/h、曝氣時(shí)間為10 h/d,溫度為25～30 ℃時(shí),COD和NH3-N的去除率均可達(dá)到90%以上。

　　2.3.2 改性有機(jī)膨潤(rùn)土處理技術(shù)

　　膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主的含水黏土礦。由于其具有特殊的性質(zhì),如膨潤(rùn)性、黏結(jié)性、吸附性、催化性、懸浮性等,因此在難降解廢水中得到了廣泛應(yīng)用。

　　Haixia Guo等〔28〕采用改性有機(jī)-無機(jī)膨潤(rùn)土作為吸附劑深度處理焦化廢水,結(jié)果表明在時(shí)間為30 min,pH為9,投加量為50 g/L條件下,硫酸鋁和十六烷基三甲基溴化銨改性膨潤(rùn)土可以有效降低焦化廢水中的氨氮和COD。

　　Zhenhua Wu等〔29〕采用有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)果表明有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)有機(jī)物的吸附能力與膨潤(rùn)土上的陽(yáng)離子交換表面活性劑和溶質(zhì)的辛醇-水(KOW)分配系數(shù)成正比關(guān)系。0.75 g/L的膨潤(rùn)土和180 mg/L(膨潤(rùn)土的陽(yáng)離子交換容量60%)的十六烷基三甲基溴化銨,除了萘之外的16種多環(huán)芳烴(PAHs)的去除率均達(dá)到美國(guó)環(huán)保署關(guān)于焦化廢水處理規(guī)定的90%以上,其中苯并(a)芘達(dá)到了99.5%以上。同時(shí),COD、NH3-N、揮發(fā)酚、色度和濁度的去除率分別為28.6%、13.2%、8.9%、55%和84.3%,且BOD5/COD從0.31增加到0.41,有效提高了焦化廢水的可生化性。

　　2.3.3 稀土廢渣制備焦化廢水混凝劑

　　Miaomiao Bao等〔30〕研究了利用稀土廢渣和NaOH制備處理焦化廢水的混凝劑,確定了混凝劑制備的最佳條件：稀土殘?jiān)鼮? g,煮沸時(shí)間2 h,催熟3 h,反應(yīng)溫度為60 ℃,通過正交試驗(yàn)研究了混凝劑對(duì)焦化廢水的處理效果,結(jié)果表明濁度去除率達(dá)到93%,色度去除率達(dá)到98.68%,COD去除效果很高。

　　3 組合工藝處理焦化廢水研究 

　　3.1 BF-BFB組合工藝

　　Wenpeng Wu等〔31〕采用BF-BFB(生物濾池-生物流化床)組合工藝結(jié)合一種特殊的載體處理焦化廢水,預(yù)處理后的焦化廢水中含有1 460 mg/L的COD,360 mg/L的NH4+-N。在生物膜形成階段,生物膜形成時(shí)間是影響處理效果的關(guān)鍵因素;正式運(yùn)行階段,處理效果主要受水力停留時(shí)間、回流比、pH、曝氣率的影響。BF-BFB處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了COD、NH4+-N分別為87.6%、97.5%的去除率,出水中NH4+-N達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　Yingjun Hao等〔32〕研究了BF-BFB組合工藝對(duì)焦化廢水的處理效果,結(jié)果表明生物膜需成熟和穩(wěn)定25 d,COD和NH4+-N的去除率分別達(dá)到95%以上,通過掃描電鏡和基因庫(kù)技術(shù)分析,變形菌為最大的優(yōu)勢(shì)菌群,為菌總數(shù)的55%。

　　3.2 A1-A2-ZB-MBR組合工藝

　　Xiaobao Zhu等〔33〕采用A1-A2-ZB-MBR(厭氧/缺氧/沸石生物濾池/膜生物反應(yīng)器)組合工藝來處理焦化廢水,利用焦磷酸測(cè)序得到處理系統(tǒng)的微生物群落和動(dòng)力學(xué)組成。A1-A2-ZB-MBR復(fù)合工藝處理焦化廢水,出水中COD和總氮較為穩(wěn)定。同時(shí),在該系統(tǒng)中得到了66,256rRNA基因序列,并且對(duì)5個(gè)樣品的微生物多樣性和豐富性進(jìn)行測(cè)定。5個(gè)樣品中微生物種類不盡相同,但是變形菌類及黃桿菌類微生物普遍存在并且占所有微生物比例最大。焦磷酸測(cè)序分析表明微生物群落在ZB-MBR內(nèi)轉(zhuǎn)移。另外,在處理過程中,亞硝化菌和硝化菌逐漸成為氨氧化和亞硝酸鹽氧化的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌,增強(qiáng)了氨氮的穩(wěn)定性。

　　3.3 IE-UASB-A/O2 組合工藝

　　潘碌亭等〔34〕采用IE-UASB-A/O2(內(nèi)電解/上流式污泥床/厭氧/好氧/好氧) 組合工藝處理焦化廢水,原水中COD和苯酚質(zhì)量濃度分別為2 500、320 mg/L,采用內(nèi)電解進(jìn)行預(yù)處理后,其出水COD和苯酚質(zhì)量濃度分別降至150、0.1 mg/L。根據(jù)氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析,內(nèi)電解法預(yù)處理可有效降解雜環(huán)化合物,UASB反應(yīng)器可有效降解苯酚及喹諾酮。焦化廢水經(jīng)過IE-UASB-A/O2組合工藝處理后,廢水中的有機(jī)污染物大幅減少。

　　3.4 ADEC-SCWG-SCWO 組合工藝

　　Yuzhen Wang等〔35〕研究并評(píng)價(jià)了蒸氨蒸發(fā)濃縮-超臨界水氣化-超臨界水氧化(ADEC-SCWG-SCWO)組合工藝處理焦化廢水,廢水中的氨首先在蒸氨蒸發(fā)濃縮階段得到一些的去除;此后廢水集中進(jìn)入SCWG階段產(chǎn)生混合氣體,例如H2、CO、CH4等;隨后液態(tài)廢水進(jìn)入SCWO 階段,廢水中有機(jī)污染物基本全部得到氧化降解。利用ASPEN PLUS軟件對(duì)該組合工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了投資和運(yùn)行成本的模擬分析,發(fā)現(xiàn)ADEC-SCWG-SCWO 組合工藝處理焦化廢水,不僅處理效率高,而且每噸廢水可以獲利5.1元,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　3.5 MBR-RO組合工藝

　　王姣等〔36〕針對(duì)傳統(tǒng)焦化廢水的處理及回用,研究采用短流程的序批式MBR-RO復(fù)合系統(tǒng)對(duì)焦化廢水中污染物的處理效果,表明序批式MBR-RO復(fù)合系統(tǒng)可成功應(yīng)用于焦化廢水的二級(jí)處理,COD去除率較為穩(wěn)定,在93%以上,反滲透出水COD均為28.7 mg/L,總氮去除率穩(wěn)定在96%以上;對(duì)于焦化廢水中的酚類和氰化物,MBR-RO 系統(tǒng)出水質(zhì)量濃度分別為 0.24、0.02 mg/L,反滲透濃縮倍數(shù)分別達(dá)到 3.85 倍和 4.53 倍,實(shí)現(xiàn)了該類有害物質(zhì)的濃縮回收。另外,為了緩解膜污染,以MBR 超濾膜臨界通量 35.44 L/(m2·h)、反滲透膜臨界通量 10.68 L/(m2·h) 為連續(xù)運(yùn)行初始條件,運(yùn)行60 d后,MBR 比膜通量損失 65.3%,RO 比膜通量損失 73.2%,RO 膜污染的加劇可能歸因于膜元件每日 2 h 的連續(xù)濃縮運(yùn)行時(shí)大量溶解性有機(jī)物對(duì)其的污染。

　　3.6 A1-A2-O-MBR-NF-RO 組合工藝

　　Xuewen Jin等〔37〕研究了A1-A2-O-MBR-NF-RO (厭氧-缺氧-好氧-膜生物反應(yīng)器-納濾-反滲透)組合工藝處理焦化廢水,結(jié)果表明：COD、BOD、銨態(tài)氮、苯酚、總氰化物、硫氰酸鹽(SCN)、氟的去除率分別為82.5%、89.6%、99.8%、99.9%、44.6%、99.7%、8.9%;在A1-A2-O階段,氟的去除率達(dá)到了86.4%以上;MBR工藝將濁度降至0.65 NTU以下,大部分有機(jī)污染物在此階段基本全部得到降解。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　4 結(jié)論與展望

　　(1)焦化廢水中含有大量的酚類、油類、氰化物等有機(jī)污染物,其COD和氨氮含量很高,且焦化廢水水質(zhì)復(fù)雜多變,若采用單獨(dú)的物化或者生化處理,很難使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。IE-UASB-A/O2 等組合工藝處理焦化廢水具有很廣闊的應(yīng)用前景,可達(dá)到回用目的,實(shí)現(xiàn)焦化廢水的零排放。

　　(2)焦化廢水的處理,應(yīng)做到預(yù)防和治理緊密結(jié)合。在建設(shè)初期,焦化廠選址時(shí)就應(yīng)充分考慮廢水的處理方案、煤氣凈化工藝、每道工序的廢水處理方案,以期為最終的廢水處理減輕負(fù)擔(dān)。

　　(3)焦化廢水處理后應(yīng)盡可能循環(huán)利用于焦化生產(chǎn),如用作煤場(chǎng)灑水、冷卻水、除塵補(bǔ)充水等,即可保護(hù)環(huán)境又可節(jié)約能源。

　　(4)處理焦化廢水新技術(shù)的研究勢(shì)在必得。采用新技術(shù)與傳統(tǒng)方法相結(jié)合的工藝,確保滿足處理效果和處理費(fèi)用以及無二次污染三方面的要求是目前亟待解決的問題。

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