焦化廢水處理技術的現狀及分析
[關鍵詞]焦化 廢水處理 技術
[摘要]焦化(hua)廢(fei)水是一種(zhong)典型的難(nan)降解有機廢(fei)水。介紹了預處理技術,二級處理技術的物(wu)(wu)化(hua)法(fa)、生(sheng)物(wu)(wu)法(fa)、化(hua)學法(fa)和循環利用法(fa)的應用和研究進展及(ji)優缺點。
焦(jiao)(jiao)炭是高(gao)耗水產(chan)業,每(mei)年全國焦(jiao)(jiao)化(hua)廢(fei)水的(de)排放(fang)量約(yue)為2.85億t。焦(jiao)(jiao)化(hua)廢(fei)水是煤(mei)在(zai)高(gao)溫干餾過程中(zhong)以及煤(mei)氣凈化(hua)、化(hua)學產(chan)品精制過程中(zhong)形成的(de)廢(fei)水,水質隨原煤(mei)組成和煉焦(jiao)(jiao)工(gong)藝而變化(hua),是一種典型的(de)難(nan)降(jiang)解(jie)有機廢(fei)水。其(qi)成分(fen)復雜,毒(du)性(xing)大,它的(de)超標排放(fang)對人類、水產(chan)、農作(zuo)物都(dou)可構成很大的(de)危(wei)害(hai)。總之(zhi),焦(jiao)(jiao)化(hua)廢(fei)水污染,是工(gong)業廢(fei)水排放(fang)中(zhong)一個(ge)突出的(de)環境問題,也是擺(bai)在(zai)人們面前的(de)一個(ge)急需解(jie)決的(de)課(ke)題。
目前(qian)焦(jiao)化(hua)廢水(shui)(shui)一般按常規方法先進(jin)行(xing)(xing)預處理,然后(hou)再進(jin)行(xing)(xing)生物(wu)脫酚(fen)二次處理。但往往經上述(shu)處理后(hou),外排廢水(shui)(shui)中(zhong)COD、氰化(hua)物(wu)及氨(an)氮等指標(biao)仍然很(hen)難(nan)達標(biao)。針對這種狀況,近(jin)年來國內外出現(xian)了(le)許多比較有(you)效(xiao)的焦(jiao)化(hua)廢水(shui)(shui)治理技術。這些方法大(da)致(zhi)分為物(wu)化(hua)法、生物(wu)法、化(hua)學法和循環(huan)利(li)用等4類。
一、焦化廢水的預處理技術
焦化廢(fei)水中部分(fen)有機物不(bu)易生物降(jiang)解,需要采用適(shi)當(dang)的預處理技(ji)術。
常(chang)用(yong)的(de)(de)預(yu)處理(li)(li)方法是(shi)厭氧(yang)酸(suan)化(hua)(hua)法。這(zhe)是(shi)一種介于厭氧(yang)和好(hao)(hao)氧(yang)之間的(de)(de)工藝,其作(zuo)用(yong)機理(li)(li)是(shi)通(tong)過厭氧(yang)微生(sheng)(sheng)物水解(jie)(jie)和酸(suan)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)使難降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)有機物的(de)(de)化(hua)(hua)學結構發生(sheng)(sheng)變化(hua)(hua),生(sheng)(sheng)成(cheng)易(yi)降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)物質。焦(jiao)化(hua)(hua)廢水經厭氧(yang)酸(suan)化(hua)(hua)預(yu)處理(li)(li)后(hou),可以提高難降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)有機物的(de)(de)好(hao)(hao)氧(yang)生(sheng)(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)性(xing)能(neng),為后(hou)續的(de)(de)好(hao)(hao)氧(yang)生(sheng)(sheng)物處理(li)(li)創造良好(hao)(hao)條件。
二、焦化廢水的二級處理技術
(一)物理化學法
(1)吸附法
吸(xi)附(fu)法(fa)處理(li)廢水,就(jiu)是利用(yong)多(duo)孔性吸(xi)附(fu)劑(ji)吸(xi)附(fu)廢水中的一種或(huo)幾種溶質,使廢水得到(dao)凈化(hua)。常用(yong)吸(xi)附(fu)劑(ji)有活性炭、磺化(hua)煤(mei)、礦渣、硅藻土等。這種方法(fa)處理(li)成本高(gao),吸(xi)附(fu)劑(ji)再生困難(nan),不利于處理(li)高(gao)濃度的廢水。
(2)利用煙道(dao)氣處理(li)焦化廢水
由冶金工業部建筑研究(jiu)總院(yuan)和(he)北(bei)京國(guo)緯達環保(bao)公司合作研制開發(fa)的“煙道(dao)氣處理焦化(hua)剩余氨水(shui)(shui)或全部焦化(hua)廢水(shui)(shui)的方法”已獲(huo)得國(guo)家專利。該技術將焦化(hua)剩余氨水(shui)(shui)去除(chu)焦油和(he)SS后(hou),輸入煙道(dao)廢氣中進行充分的物理化(hua)學反(fan)應,煙道(dao)氣的熱(re)量使剩余氨水(shui)(shui)中的水(shui)(shui)分全部汽化(hua),氨氣與(yu)煙道(dao)氣中的SO2反(fan)應生成硫(liu)銨。
該方法投資省,占地(di)少(shao),以廢治廢,運行費用低,處理(li)效果(guo)好,環境效益十(shi)分(fen)顯著,是一(yi)項十(shi)分(fen)值得推廣(guang)的方法。但是此法要求焦化的氨(an)量必須(xu)與煙道氣所需氨(an)量保持平衡,這就在(zai)一(yi)定程度上限制了(le)方法的應用范圍。
(二)生物處理法
生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理法(fa)是(shi)利用(yong)(yong)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)氧(yang)化(hua)(hua)分(fen)解廢(fei)水中有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)方法(fa)。目前(qian),活(huo)性(xing)污泥法(fa)是(shi)一種應用(yong)(yong)最(zui)廣泛(fan)的(de)焦化(hua)(hua)廢(fei)水好氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理技術。這種方法(fa)是(shi)讓生(sheng)物(wu)(wu)(wu)絮(xu)凝(ning)體(ti)及活(huo)性(xing)污泥與廢(fei)水中的(de)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)充(chong)分(fen)接觸;溶解性(xing)的(de)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)被細胞所吸收和吸附,并最(zui)終(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)為最(zui)終(zhong)產物(wu)(wu)(wu)(主要是(shi)CO2)。非溶解性(xing)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)先被轉化(hua)(hua)為溶解性(xing)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu),然(ran)后(hou)被代謝(xie)和利用(yong)(yong)。
生物法(fa)具有廢水處(chu)理量大、處(chu)理范圍廣、運(yun)行費(fei)用相對較(jiao)(jiao)低等優點(dian),但是生物降(jiang)解法(fa)的稀釋(shi)水用量大,處(chu)理設(she)施規(gui)模大,停留時間長,投資(zi)費(fei)用較(jiao)(jiao)高,對廢水的水質(zhi)條件要求嚴格,這(zhe)也就(jiu)對操作(zuo)管理提(ti)出了較(jiao)(jiao)高要求。
(三)化學處理法
(1)焚燒法
焚燒法治理廢水(shui)始于20世紀50年代。該法是將廢水(shui)呈霧狀噴入高溫燃(ran)燒爐中,使水(shui)霧完(wan)全汽化,讓廢水(shui)中的(de)有機(ji)物(wu)在(zai)爐內氧化,分(fen)解(jie)成為完(wan)全燃(ran)燒產物(wu)CO2和H2O及(ji)少許無(wu)機(ji)物(wu)灰分(fen)。
焚燒處(chu)理(li)(li)(li)工(gong)藝對(dui)于(yu)處(chu)理(li)(li)(li)焦化廠高濃度廢水是(shi)一(yi)種切(qie)實可行的(de)處(chu)理(li)(li)(li)方法(fa)。然而(er),盡(jin)管焚燒法(fa)處(chu)理(li)(li)(li)效率高,不造成二次污染,但是(shi)處(chu)理(li)(li)(li)費用昂貴使得多(duo)數企業望而(er)卻步,在我國應(ying)用較少(shao)。
(2)催化濕式氧化技術
催化(hua)(hua)(hua)濕(shi)式(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)技術是(shi)在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)(gao)壓條(tiao)件下,在(zai)(zai)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)作用(yong)下,用(yong)空氣中的(de)(de)氧(yang)(yang)將溶于水或在(zai)(zai)水中懸浮(fu)的(de)(de)有(you)機物氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),最終轉化(hua)(hua)(hua)為無害物質N2和(he)CO2排放。濕(shi)式(shi)催化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)法具有(you)適用(yong)范圍(wei)廣、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)速(su)度快、處(chu)理效(xiao)率高(gao)(gao)(gao)、二次污染低、可回收(shou)能(neng)量和(he)有(you)用(yong)物料等優點。但是(shi),由于其催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)價格(ge)昂貴,處(chu)理成本高(gao)(gao)(gao),且在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)(gao)壓條(tiao)件下運(yun)行(xing),對工藝設備要求嚴(yan)格(ge),投資費用(yong)高(gao)(gao)(gao),國內很少(shao)將該法用(yong)于廢水處(chu)理
(3)化學混(hun)凝(ning)(ning)和絮凝(ning)(ning)
化(hua)學混凝和(he)絮凝是用(yong)(yong)來(lai)處(chu)理廢(fei)水中自然沉淀法(fa)難以沉淀去(qu)除的(de)細(xi)小懸浮物及膠體微粒,以降低廢(fei)水的(de)濁度(du)和(he)色度(du),但對可溶性有機物無效(xiao),常用(yong)(yong)于(yu)焦化(hua)廢(fei)水的(de)深(shen)度(du)處(chu)理。該法(fa)處(chu)理費(fei)用(yong)(yong)低,既可以間歇使用(yong)(yong)也可以連續(xu)使用(yong)(yong)。
(4)臭氧氧化法
臭(chou)(chou)氧(yang)的強氧(yang)化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去,而且臭(chou)(chou)氧(yang)在水中很快分解為氧(yang),不會造成二次(ci)污染,操作(zuo)管(guan)理(li)簡單方(fang)便。但是(shi),這種方(fang)法(fa)也存(cun)在投資高、電耗大、處(chu)理(li)成本高的缺點。同(tong)時若操作(zuo)不當,臭(chou)(chou)氧(yang)會對周圍生物造成危害。因此(ci),目前臭(chou)(chou)氧(yang)氧(yang)化法(fa)還(huan)主要應用(yong)于廢水的深度處(chu)理(li)。在美(mei)國已開始應用(yong)臭(chou)(chou)氧(yang)氧(yang)化法(fa)處(chu)理(li)焦化廢水。
(5)光催化氧化法
目(mu)前(qian),這種方法還僅停留在理論研究(jiu)階段。這種水處(chu)理方法能(neng)有(you)(you)效地去除廢(fei)水中的(de)(de)污染(ran)物(wu)且能(neng)耗低,有(you)(you)著很(hen)大的(de)(de)發展潛力。但是(shi)有(you)(you)時也(ye)會產生一(yi)些有(you)(you)害的(de)(de)光(guang)(guang)化學(xue)產物(wu),造(zao)成二次污染(ran)。由于(yu)(yu)(yu)(yu)光(guang)(guang)催化降解(jie)是(shi)基于(yu)(yu)(yu)(yu)體系對(dui)光(guang)(guang)能(neng)的(de)(de)吸收(shou),因(yin)此,要(yao)求(qiu)體系具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)透(tou)光(guang)(guang)性。所(suo)以,該方法適用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)低濁度、透(tou)光(guang)(guang)性好的(de)(de)體系,可用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)焦化廢(fei)水的(de)(de)深度處(chu)理。
(6)電化(hua)學氧(yang)化(hua)技術(shu)
電化學(xue)水(shui)(shui)處理技術的(de)(de)基(ji)本原理是使(shi)污染(ran)(ran)物在電極(ji)上發生直接電化學(xue)反應(ying)或利(li)用電極(ji)表面產(chan)生的(de)(de)強氧(yang)(yang)化性活(huo)性物質(zhi)使(shi)污染(ran)(ran)物發生氧(yang)(yang)化還原轉(zhuan)變。目(mu)前(qian)的(de)(de)研究(jiu)表明(ming),電化學(xue)氧(yang)(yang)化法氧(yang)(yang)化能力強、工藝簡單、不產(chan)生二次污染(ran)(ran),是一種前(qian)景(jing)比(bi)較廣闊的(de)(de)廢水(shui)(shui)處理技術。
(四)廢水循環使用
高濃(nong)度的(de)(de)焦化廢水(shui)經(jing)過脫酚(fen),凈化除去固體沉淀和輕質(zhi)焦油后,送往熄焦池以供熄焦,實現(xian)酚(fen)水(shui)的(de)(de)閉路循環。從而減少了排污,降低了運(yun)行等費用。但是此時的(de)(de)污染(ran)物轉(zhuan)移問題也值得(de)考慮(lv)和進(jin)一(yi)步研究。
三、結語
總(zong)之,我們(men)應根(gen)據焦化廢水的(de)(de)(de)特點,深入研究先進的(de)(de)(de)處理(li)技(ji)術,尋(xun)求既(ji)高效(xiao)又經(jing)濟的(de)(de)(de)處理(li)方法,降低運行費用(yong)(yong),提高達標率,改善(shan)環境質(zhi)量,減輕焦化廢水對各(ge)地(di)水體的(de)(de)(de)污(wu)染,實(shi)現水資(zi)源的(de)(de)(de)循環利(li)用(yong)(yong)。這既(ji)是(shi)當前經(jing)濟建設需(xu)要解決的(de)(de)(de)現實(shi)問題(ti),也是(shi)未來技(ji)術攻關所需(xu)要面對的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)重點。
參考文獻:
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