焦化废水处理工艺的对比分析 3页

'万方数据2011年第7期(总第70期)钰ijI占芋钍ENERGYANDENERGYCONSERVATION2011年7月赚ii溺赫黼瓣8瓣瓣潲i潍鞠i黜群鬟燃攥鬻渊l焦化废水处理工艺的对比分析王丽平(山西省辐射环境监督站，山西太原030024)摘要：叙述了生物法、化学法、物化法和三类焦化废水处理技术的优缺点及应用和研究进展，为焦化废水处理工艺技术选择和开发研究提供了参考。关键词：焦化废水；活性污泥；SBR法；A／O技术中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：2095-0802一(2011)07—0059—02ComparativeResearchoftheTreatmentProcessonCokingWastewaterWANGLi-ping(ShanxiRaditationEnviromentSupervisionStation，Taiyuan030024，Shanxi，China)Abstract：Advantagesanddisadvantages，applicationandresearchofthreecokingwastewatertreatmenttechnologysuchasbiologi—cal，chemical，physicalandchemicallawswereintroudcedinthispaper，whichprovideareferenceforselectionanddevelopmentofcokingwastewatertreatmenttechnology．Keywords：cokingwastewater；activatedsludge；SBRtechnology；A／0technolog0引言1．2焦化废水处理工艺的现状焦化废水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，成分复杂，含有大量的酚类、油、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，氰化物、氨盐、硫氰化物和硫化物等无机化合物，还含有F一和NH，等有毒有害物质，污染物色高，属难生化降解的高浓度有机工业废水。它的超标排放对人类、水产、农作物都构成很大危害。如何改善和解决焦化废水对环境的污染，已成为人们迫切需要解决的课题。1焦化废水处理工艺的现状1．1焦化废水处理工艺综述目前，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三大类。生化法方面主要有活性污泥法，SBR法，缺氧／好氧(A／O)法以及新兴的生物膜、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。收稿日期：2011-06-01作者简介：王丽平，1976年生，女，山西临猗人，1999年毕业于山西大学环境科学与信息管理专业，工程师。中国焦化废水处理自20世纪50年代起经历了从无到有、逐步提高、逐步完善的过程。1．2．1生化法a)活性污泥法。杨宗鑫‘1。等人研究了以好氧降解菌以及硝化类细菌构成的活性污泥对焦化废水中有机污染物的降解，考察了污水处理过程中，处理时间、温度、pH值等因素对降解的影响。结果表明，活性污泥对焦化废水代谢的最佳pH值是6～8，温度为30℃～50℃，曝气时间控制在6h～8h时，活性污泥能够有效降解焦化废水中的有机污染物；b)SBR法。毕羽十宇‘21等人采用MSBR法，(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列间歇反应器，是CQYang等人根据SBR技术的特点，结合传统活性污泥法技术，研究开发了1种更为理想的污水处理系统。实验表明，在HRT总为66h条件下，COD。，去除率为82％，效果相对最好，且每组HRT下焦化废水中的COD。，均是在MSBR系统前置的厌／缺氧池(A2)已得到大幅度去除；C)A／O法。李应超po等人通过对平煤天宏焦化公司原生物好氧脱酚、脱氰废水工艺改造为A／O生化处理废水工艺后，出水水质各项指标均达到国家GB8978—1996废水综合排放标准中规定的一级排放标准。同时，对焦化废水处理工艺、设备选型及工艺参数等方面进行了调整、改进，也为其他同行处理焦化废水的工艺设计和运行提供了借鉴。王献国‘4o使用的A／O脱氮技术在运行过程中表明，A／O工艺既能脱氮也能将废水中大量的有机物降解去除，·59· 万方数据2011年第7期红；夏与予钍2011年7月是1种较为理想的废水处理技术，处理后的废水基本上达到国家二级排放标准。1．2．2化学氧化法a)光催化氧化法。刘红‘5。等人以TiO，为催化剂，H：O：为氧化剂，在紫外光照射下采用多相光催化氧化法对焦化厂二沉池废水进行处理，得出最佳的工艺条件：30％的H20：投入量为0．5g／L，TiO：投加量为200mg／L，光照时间为90min，反应前调pH为3．0。该法可使焦化厂二沉池废水的COD从350．3mg／L降至53．1mg／L，COD的去除率可达到84．8％，处理的出水浓度无色无味，可直接排放；b)化学药剂氧化法。谢成‘6。等人采用Fenton法对广东韶关钢铁公司焦化厂废水进行预处理，结果表明，在反应温度为30℃，／／,(Fe“)：n(H，O，)=1：20的条件下，酚、苯系物、石油烃、含氮杂环有机物和多环芳烃在反应10min后相应的去除率分别达到93．7％、96．2％、92．1％、92．7％和89．2％。此时，对挥发酚的去除率为98．6％，对COD的去除率为54．4％。1．2．3物理化学方法a)混凝。郑志军¨1等人根据焦化废水的水质特点，采用C10，催化氧化一混凝一好氧曝气工艺对焦化废水进行中试处理，得到了一些基本的运行参数。实验结果表明，C10：催化氧化将焦化废水COD值从5000mg／L降至3000mg／L，加入聚丙烯酰胺(PAM)混凝处理后的出水COD值为1200mg／L，后期采用生化法处理，停留时间控制在48h，最终使出水达到120mg／L。采用上述联合工艺对焦化废水进行处理完全可以达到GB13456—92钢铁工业水污染物排放标准中COD值150mg／L的二级排放标准；b)活性炭吸附法。黄龙‘8。等人采用活性炭对焦化废水生化处理系统的外排水进行深度处理，实验研究了不同因素对废水COD的去除情况。结果表明，不需其他工艺辅助，仅在1g／L的活性炭吸附20min后即可将废水COD降到110mg／L，出水无色澄清，符合排放要求。2焦化废水处理工艺的分析及可操作性2．1生化处理法2．1．1活性污泥法杨宗鑫⋯等人研究的活性污泥法处理焦化废水在pH值为6～8，温度在30℃～50℃之间，曝气6h～8h，焦化废水中COD去除率达到87．5％，其优点是对温度的要求不高，对pH的要求也不严格；缺点是活性污泥对进水水质的要求较高，若进水中污染物浓度过高，可能导致污泥中微生物死亡，且其COD的处理效率也不高。2．1．2SBR法毕羽十宇嵋。等人采用MSBR工艺处理焦化废水，废水中COD。。的去除效果相对不太好。HRT总为66h，39h，28h，20h，17h的出水COD。去除率分别为82％，74％，56％，46％，47％。试验的焦化废水NH，一N去除效果也不理想。·60·HRT总为28h，20h时的出水NH，一N都高于进水。2．1．3A／0法李应超p。等人的A／O生化处理废水工艺其优点是该微生物处理法不依赖特殊的处理构筑物，运行相对简单、经济，对高浓度NH，基本不需要投加碳源，具有良好的应用前景。但是，废水处理站的开工调试关键是通过系统调整，培养驯化出适应生物脱氮工艺的生物菌群，控制好影响各种菌群的环境参数，这是焦化废水处理装置出水水质优劣的决定性因素，也是该方法的难点之一。王献国”1采用的A／O脱氮技术与传统的多级生物脱氮工艺相比主要有如下优点：a)流程简单，且运行费用低，占地面积小；b)节省了投加外碳源的费用并可获得较高的C／N比，以确保反硝化作用的充分进行；e)好氧池在缺氧池之后，可进一步去除反硝化残留的有机污染物，确保出水水质达标排放；d)缺氧池置于好氧池之前，以利于控制污泥膨胀；e)反硝化过程产生的碱度可以补偿硝化过程对碱度的消耗。其缺点为：a)缺氧池进水泵体及管道结垢严重，影响了A／O工艺的正常运行；b)COD指标仍不理想，需继续优化工艺；c)挂膜及反硝化效果均不太理想；d)需要继续进行二期改造，达到废水全部处理。2．2化学氧化法2．2．1光催化氧化法刘红∞o等人采用的多相光催化氧化法处理效果不是特别的理想，对pH要求也比较严格，但对于浓度不是十分高的废水处理效果还是比较好的。2．2．2化学药剂氧化法谢成‘6o等人采用的Fenton法反应的优点是不需要特制的反应系统，也不分解产生新的有害物质，仅仅需要催化剂Fe“。反应产物Fe“对环境无害，且可与OH一反应形成Fe(OH)，沉淀，可使部分污染物沉淀下来。但其COD去除率较低。2．3物理化学方法2．3．1混凝法郑志军’7。等人的实验说明，C10，催化氧化一混凝一好氧曝气工艺是有效的，但是，C10：催化氧化段催化剂流失速度比较快，COD去除率不够稳定，运行一段时间后需要重新填装新的催化剂。2．3．2活性炭吸附法黄龙‘8。等人通过实验研究出最佳处理条件：不调pH值，不改变水体温度，直接将二沉池出水进行吸附处理，活性炭用量为1g／L，接触吸附时间为20min。出水无色澄清，符合排放要求。该方法简易有效，占地面积小，操作方便，适用于目前企业废水处理要求，成本低，可明显解决二沉池出水水质不达标的问题，有巨大的潜力和优势。但是，该方法还是处于实验阶段，还有很多技术问题亟待解决。(下转72页) 万方数据2011年第7期红；夏与辛钍2011年7月2．5完善排水设施为保持路基经常处于干燥、坚固和稳定状态，需拦截影响路基稳定的地面水，并排除到路基范围之外，防止漫流、聚积和下渗。对影响路基稳定的地下水，应予以截断、疏干、降低水位，并引导到路基范围以外，使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。对于黄土地区的排水设施应注意防冲、防渗以及水土保持问题。a)在一般路段，路基排水沟渠包括边沟、截水沟、排水沟，要注意防渗、防冲，采取加固及防止渗漏措施。黄土地区公路边沟以采用浆砌片加固效果较好。截水沟应设在离堑顶边缘以外不少于10m的地方，断面不宜过大，沟底纵坡宜在0．5％～2．0％之间，在填挖交界处引出边沟水时，注意出水口的加固Es]；b)在垭口、深路堑、高路堤、滑坡、陷穴等地段，可用挖鱼鳞坑、水平沟、种草、植树等方法对坡面径流进行调治与防护。在冲沟头植树，防止冲沟溯源侵蚀，危害路基。布设在沟谷的路线，在沟谷中筑坝淤地，并保护路基坡脚不受水的冲刷破坏；还可做护坡埂、涝池、水窑等。2．6桥头涵洞两端及伸缩缝的防治措施桥头、涵洞两端引起的跳车现象，成为公路路线上主要的攻关项目，要对其彻底治理，必须要从以下几点着手。a)地基加固处理，为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需对地基进行加固，尤其是特殊路基，如，软土地基、湿陷性黄土地基、河流相冲击洪积物地基等需进行特殊处理∞1。软土属高压缩、大变形地基，对该地基首先采用插塑料板、袋装沙井的超载预压等方法进行排水加固，其次，根据填方路提的压力计算，采用喷粉桩、挤密庄等进行加固处理。河流冲积物，使长年累月积累下来的，沉积物种类多，要充分分析其成份，做好设计，进行地基渐变加固。湿陷性黄土要做好防排水设计，采用强夯等办法进行加固；b)桥头设计过渡段，即在一定长度范围内铺设过渡性路面或设置搭板，可以使在柔性结构路段产生的较(上接60页)3结语大沉降通过过渡段至桥涵结构物上，车辆行驶就不至于产生跳车；c)台背填料的选择，在挖方地段的台背回填部位，因场地特别窄小，可选用当地的石渣、砂砾等优质填料。在高填方的拱涵及涵洞与侧墙的相接部位，尽量选用内摩差角大的填料进行填筑，而且施工是应注意填料土压的平衡，不发生偏移，以免造成工程事故；d)在靠近构造物背后设置必要的地下排水设施，也可在桥台与填方结合处及过渡段的路面下设置垫层，防止路面下渗水进入填方，对中间为砂砾填料、两侧为土类填料的填方与加固地基的连接处做纵向集水管和横向排水管，以排泄填方与加固地基之间的下渗水；e)强化施工质量管理，提高桥涵两端路提的施工质量，完善施工工艺、方法和强化管理。为适应桥涵端部而路提施工场地窄小、压实区域形状不规则而工期又紧迫的特点，应使用专用的小型压实机械。3结语路面平整度要达到行车舒适这一要求，要从路基施工准备阶段就开始重视，所有参加公路建设工程的施工单位，都有义不容辞的责任。必须强化施工管理，完善施工工艺和施工方法，提高施工质量，才能从根本上解决问题，保证社会效益和社会质量。参考文献：[1]方向池，柏松平，陆硕俊．高原山区高速公路边坡防护[J]，公路，2002(7)：116—122．[2]交通部公路司．新理念公路设计指南[M]．北京：人民交通出版社，2005．[3]中交第一公路工程局有限公司．JTGF10—2006公路路基施工技术规范[s]．北京：人民交通出版社，2007．[4]邓学钧．路基路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2000．[5]赵瑞霞．高速公路沥青路面平整度的影响因素和预防措施[J]．交通标准化，2010(23)：185—187．[6]陈立华．高速公路沥青路面早期病害产生原因及养护策略探讨[J]，价值工程，2010(18)：99‘(责任编辑：张楠)焦化废水治理技术能否成功应用，主要受3个因素制约：处理效果、投资运行费用以及是否会造成二次污染。目前的各种治理技术还不能完全满足这三方面的要求，笔者通过对三大类焦化废水处理工艺的对比分析得出，现在最成熟也最有效的技术仍然是生化法里的A／O法。对于该技术，难点在于活性污泥的选择，也就是微生物的驯化。该方法的优点是处理效果好，费用低，构筑物比较少，操作简单，且技术成熟。参考文献：[1]杨宗鑫，王兵，胥锋，等．活性污泥法对焦化废水的处理[J]．环境科技，2008(s2)：22—23．[2]毕种宇，李日强，金国文．MSBR法处理焦化废水[J]．工业安．72．全与环保，2009(4)：16—18．[3]李应超，代永前．A／O生4艺_x-艺在焦化废水处理中的应用[J]．河南化工，2008(12)：33—36．[4]王献国．A／O脱氮技术在焦化废水处理中的应用[J]．广州化工，2009(2)：127—129．[5]刘红，刘潘．多相光催化氧化处理焦化废水得研究[J]．环境科学与技术，2006，29(2)：103—105．[6]谢成，晏波，韦朝海，等．焦化废水Fenton氧化预处理过程中主要有机污染物的去除[J]．环境科学学报，2007，27(7)：1101一1106．[7]郑志军，王奎涛，张炳烛，等．二氧化氯催化氧化一混凝一好氧曝气处理含酚焦化废水[J]．化工技术与开发，2009，38(7)：48—50．[8]黄龙，陈琳桂．活性炭在焦化废水深度处理中的应用研究[J]．工业安全与环保．2009．35(7)：24—25．(责任编辑：高志凤)'