洛陽宇泉環(huán)保科技有限公司作者
中國*發(fā)布的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》不僅對焦化廢水中各主要污染物提出了更加嚴(yán)格的排放要求,而且增加了總氮、苯、多環(huán)芳烴和苯并芘(BaP)等硬性指標(biāo),同時對單位產(chǎn)品排水量做了更加嚴(yán)格的要求,因此焦化廢水處理技術(shù)的研究與發(fā)展迫在眉睫。
目前較成熟的焦化廢水處理技術(shù)主要有物理化學(xué)法、生物處理法和化學(xué)處理法,因焦化廢水污染物濃度高、處理量大,目前多數(shù)處理技術(shù)仍局限于實驗室研究階段或中試階段,尚未進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。
1、物理化學(xué)法
物理化學(xué)法即針對焦化廢水中不同污染物的特性,運(yùn)用物理化學(xué)原理脫除特定污染物,該類處理技術(shù)具有設(shè)備簡單、去除率高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定等優(yōu)勢,在國內(nèi)外應(yīng)用較多。
(1)絮凝法
絮凝法是運(yùn)用膠體的性質(zhì)去除焦化廢水中的污染物,絮凝劑在水中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成氫氧化物膠體,膠體大分子所帶電荷與污染物表面電荷相反,發(fā)生電荷異性相吸中和反應(yīng),將污染物包裹并沉降,達(dá)到廢水凈化目標(biāo)。絮凝法能有效降低焦化廢水的COD和色度,且處理費(fèi)用低,可以間歇應(yīng)用也可以連續(xù)應(yīng)用,常用于焦化廢水的深度處理。
絮凝法的條件參數(shù)由絮凝劑的投加量和體系pH值決定。國內(nèi)常用聚合硫酸鐵作絮凝劑,聚丙烯酰胺作助凝劑,常用的鐵鹽絮凝劑對焦化廢水中COD和濁度處理效率高,但對色度的降低效果不理想。聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺復(fù)配的復(fù)合絮凝劑可使色度去除率達(dá)80%,開發(fā)的絮凝劑和技術(shù)聯(lián)用是絮凝法研究的熱點(diǎn)。
(2)吸附法
吸附法處理焦化廢水是利用多孔吸附劑較大的比表面積,產(chǎn)生較強(qiáng)的表面能,去除廢水中的污染物,降低焦化廢水的污染負(fù)荷。常用吸附劑有天然礦物如膨潤土和沸石,活性碳材料如活性炭,工業(yè)固廢如粉煤灰和熄焦粉等。
活性炭是由碳材料經(jīng)高溫炭化活化制得的疏水性非極性吸附劑,含有大量的微孔和中孔,吸附性能很強(qiáng),常在生化處理段之前或深度處理段使用?;钚蕴繉Χ喹h(huán)芳烴和氮雜環(huán)等有機(jī)污染物有很好的吸附效果,出水的色度、酚含量含量能達(dá)標(biāo)排放,其缺點(diǎn)是無法循環(huán)使用,提高了處理成本,今后研究的重點(diǎn)是如何脫附和循環(huán)使用。
粉煤灰的主要成分是二氧化硅、硅酸鋁鈉等,脫色效果好,COD、揮發(fā)酚、油等去除率高,廉價易得,常用于焦化廢水的深度處理,其機(jī)理符合Freundlich吸附等溫式。膨潤土主要組分是*,具有良好的陽離子交換性能和高比表面積等。沸石對焦化廢水中氨氮有較好的吸附性能,粒度越細(xì)對焦化廢水氨氮的去除率越高。熄焦粉廉價易得、不用粉碎,有效降低投資費(fèi)用,吸附后的熄焦粉可用作配煤煉焦瘦化劑,減少二次污染。
2、生物處理法
生物處理技術(shù)是基于活性微生物降解的方法,將廢水中的污染物氧化為可被微生物吸收和代謝的小分子,達(dá)到凈化廢水的目的,具有處理量大、應(yīng)用范圍廣、投資費(fèi)用少的優(yōu)勢。
(1)曝氣法
曝氣法是一種好氧微生物處理廢水技術(shù),廣泛應(yīng)用于對焦化廢水的處理中。在大面積的曝氣池中,污染物與活性污泥中的微生物充分接觸,將不溶性的污染物氧化降解為可溶性有機(jī)物,被微生物細(xì)胞體吸附,作為營養(yǎng)物質(zhì)吸收代謝,產(chǎn)物主要為CO2,無二次污染。
(2)反硝化-硝化脫氮法
實驗研究表明,反硝化-硝化技術(shù)能有效降低焦化廢水的COD和氨氮含量,出水達(dá)到國家二級或三級排放標(biāo)準(zhǔn)。在實際應(yīng)用中有厭氧段(A)和好氧段(O)的多級組合,國內(nèi)常用的有A/O,A/A/O,O/A/O等,存在總氮去除率低、菌群繁殖慢、投資費(fèi)用低等缺點(diǎn)。基于短程硝化-反硝化的O1/A1/O2/A2新工藝能有效解決氨氮、COD、揮發(fā)酚和氰達(dá)標(biāo)問題,具有良好的推廣前景。
(3)生物流化床技術(shù)
生物流化床處理技術(shù)具有活性污泥法的性和生物膜法的高耐受性等優(yōu)點(diǎn),近年來常用于對含酚廢水的處理。生物流化床是以砂、焦炭或活性炭等顆粒為載體,在其表面生長和附著生物膜,被處理的廢水自下向上流動,載體顆粒處于流動狀態(tài)。
3、化學(xué)處理法
(1)焚燒法
從20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用焚燒法處理廢水,在高溫燃燒爐內(nèi)廢水呈霧狀噴入并*汽化,有機(jī)物氧化分解為*燃燒產(chǎn)物CO2,H2O以及無機(jī)物灰渣。焚燒法對高濃度焦化廢水的處理效率高,沒有二次污染,但投資較高,在中國使用不多。
(2)臭氧法
臭氧法是應(yīng)用臭氧將焦化廢水中各類污染物氧化為無害物質(zhì),達(dá)到除臭、脫色、殺菌的效果。過量的臭氧在水中分解為O2,不造成二次污染,其處理流程如圖4所示。該方法存在投資高、耗電大等缺點(diǎn),而且對操作的要求嚴(yán)格,以防臭氧泄露對周圍環(huán)境造成危害。美國近年將臭氧法應(yīng)用到焦化廢水的處理中,主要用于深度處理段。
(3)氧化催化氧化法
氧氣催化氧化法是指以O(shè)2為氧化劑,經(jīng)特定催化劑催化,在高溫和高壓實驗條件下,將廢水中溶解或懸浮的有機(jī)污染物和含氮硫的化合物氧化為N2、CO2和H2O。該法具有二次污染低等優(yōu)勢,是焦化廢水的清潔處理工藝,技術(shù)關(guān)鍵是研發(fā)高穩(wěn)定性催化劑。
(4)光催化氧化法
光催化氧化法是利用氧化劑在光敏化半導(dǎo)體催化劑作用下經(jīng)光照射產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物種,將焦化廢水中的污染物氧化為無害物質(zhì)。光催化氧化法常用的催化劑是*,適合于低濁度、透光性好的焦化廢水體系的深度處理。
(5)電化學(xué)法
電化學(xué)法是利用電化學(xué)反應(yīng)來降解焦化廢水。某些污染物可以直接在電解池中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),參與電解過程,而某些污染物則被電解過程中產(chǎn)生的活性氧化物氧化為無害化合物。該法處理效率高,但能耗大。近年來改進(jìn)的新技術(shù)有摻硼金剛石膜電極、離子膜輔助電催化氧化和陽極氧化/陰極電Fenton協(xié)同電催化等。
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