几种焦化废水深度处理技术的比较

谭绍栋，罗 玲，阎 骏，凌 昊

（1. 柳州钢铁股份有限公司，广西 柳州 545002；

2. 华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室，上海 200237）

几种焦化废水深度处理技术的比较

谭绍栋1，罗 玲1，阎 骏1，凌 昊2

（1. 柳州钢铁股份有限公司，广西 柳州 545002；

2. 华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室，上海 200237）

分别采用Fenton试剂氧化法、固定床离子交换树脂吸附法和流化床磁性树脂吸附法对某焦化厂焦化废水生化工艺出水进行深度处理。试验结果表明： Fenton试剂氧化法处理后出水COD去除率最高达75.4%，色度去除率达89.1%；固定床离子交换树脂吸附法COD去除率为49.4%，色度去除率为96.5%；流化床磁性树脂吸附法COD去除率为58.2%，色度去除率为90.2%。Fenton试剂氧化法COD去除率较高，固定床离子交换树脂吸附法和流化床磁性树脂吸附法色度去除率较高。综合考虑，Fenton试剂氧化法具有更高的工程应用价值。

焦化废水； 芬顿试剂；固定床；离子交换树脂；流化床；磁性树脂；吸附；废水深度处理

焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制过程。焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物以及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的难降解有机废水。我国焦化废水处理技术从简单的机械除油技术发展到成熟的生物脱酚技术。20世纪80年代末，生物脱氮技术得到迅速的推广应用［1-2］。近年来，焦化废水深度处理技术的研究发展很快，方法也很多，大多数还是在实验室或中试阶段，也有部分工业化应用试验［3-15］。主要技术有吸附法、氧化法、反渗透技术及电化学、微波、超声技术等。

本工作比较了Fenton试剂氧化法、固定床离子交换树脂吸附法和流化床磁性树脂吸附法对某焦化厂废水生化工艺出水的深度处理效果，为焦化废水的深度处理工艺选择提供了新的思路。

1 试验部分

试验用焦化废水生化工艺出水已达到GB13456—1992 《钢铁工业水污染物排放标准》的一级排放标准［16］，水质情况见表1。由表1可见，生化工艺出水中COD和色度仍较高，影响该废水的循环利用，故需要进行深度处理。

1.1 Fenton试剂氧化法深度处理工艺

采用Fenton试剂氧化法深度处理生化工艺出水的中试工艺流程见图1。废水处理流量为200 L/h。

表1 焦化废水生化工艺出水水质（平均值）

图1 Fenton试剂氧化法深度处理生化工艺出水的中试工艺流程

1.2 固定床离子交换树脂吸附法深度处理工艺

采用固定床离子交换树脂吸附法深度处理生化工艺出水的中试工艺流程见图2。生化工艺出水经过混凝沉淀和砂滤器处理去除部分悬浮物后，进入树脂吸附罐去除COD和色度。树脂吸附饱和后，加入脱附剂和活化剂对树脂进行脱附再生，再生后的树脂可循环用于下一个吸附周期。共进行了6个周期的吸附试验。废水处理流量为160 L/h。

图2 固定床离子交换树脂吸附法深度处理生化工艺出水的中试工艺流程

1.3 流化床磁性树脂吸附法深度处理生化工艺出水

采用流化床磁性树脂吸附法深度处理生化工艺出水，分别将混凝沉淀池出水和二沉池出水进行了一级树脂脱附和二级树脂脱附试验。将吸附饱和的树脂从流化床中分离出来，再生后再次投入树脂吸附罐内循环使用。废水处理流量为1 000 L/h。

1.4 分析方法

采用重铬酸钾法测定废水COD［17］；采用滤膜过滤法测定废水中悬浮物质量浓度［17］；采用铂钴标准比色法测定废水色度［17］。

2 结果与讨论

2.1 Fenton试剂氧化法处理效果

根据生化工艺出水（即Fenton试剂氧化法进水）水质，设定出水目标COD和 Fenton试剂加入量，Fenton试剂氧化法处理后出水COD和色度以及COD去除率和色度去除率见表2。由表2可见，通过调节Fenton试剂加入量可以调控出水水质，Fenton试剂氧化法处理后出水COD去除率最高达75.4%，色度去除率达89.1%。

表2 Fenton试剂氧化法处理后出水COD和色度以及COD去除率和色度去除率

2.2 固定床离子交换树脂吸附法处理效果

固定床离子交换树脂吸附法对生化工艺出水的COD和色度去除效果分别见图3和图4。由图3可见，6个试验周期的处理后废水COD平均为79 mg/L，COD去除率为49.4%。由图4可见，处理后废水的色度平均为20倍，色度去除率为96.5%。该方法对色度的去除率较高。固定床离子交换树脂吸附法需要多个吸附器才能进行连续生产，每个吸附器中的树脂在达到饱和吸附后需要进行树脂再生。

图3 固定床离子交换树脂吸附法对生化工艺出水的COD去除效果

图4 固定床离子交换树脂吸附法对生化工艺出水的色度去除效果

2.3 流化床磁性树脂吸附法处理效果

流化床磁性树脂吸附法中试试验4个周期的COD和色度去除效果见图5和图6。

图5 流化床磁性树脂吸附法对生化工艺出水的COD去除效果

图6 流化床磁性树脂吸附法对生化工艺出水的色度去除效果

由图5可见，4个周期平均的处理后废水COD为59 mg/L， COD去除率为58.2%。由图6可见，4个周期平均的处理后废水色度为55倍，色度去除率为90.2%。流化床磁性树脂吸附法可以实现磁性树脂与废水的快速高效分离，实现对废水的连续处理，但与Fenton试剂氧化法相比，COD去除率较低。综合考虑，Fenton试剂氧化法具有更高的工程应用价值。

3 结论

分别采用Fenton试剂氧化法、固定床离子交换树脂吸附法和流化床磁性树脂吸附法对某焦化厂生化工艺出水进行深度处理。Fenton试剂氧化法处理后出水COD去除率最高达75.4%，色度去除率达89.1%；固定床离子交换树脂吸附法COD去除率为49.4%，色度去除率为96.5%；流化床磁性树脂吸附法COD去除率为58.2%，色度去除率为90.2%。可见，Fenton试剂氧化法COD去除率较高，固定床离子交换树脂吸附法和流化床磁性树脂吸附法色度去除率较高，综合考虑，Fenton试剂氧化法具有更高的工程应用价值。

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Com parison of Several Processes for Advanced Treatment of Coking W astewater

Tan Shaodong1， Luo Ling1， Yan Jun1， Ling Hao2

（1. Liuzhou Iron and Steel Company，LTD.，Liuzhou Guangxi 545002，China；2. State Key Laboratory of Chemical Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China）

Bio-treated coking wastewater from a coke plant was treated respectively by Fenton reagent oxidation，ion exchange resin adsorption in fixed bed and magnetic resin adsorption in fluid bed. The test results show that：The removal rates of COD and chroma of the effluent from Fenton reagent oxidation are 75.4% and 89.1%；those from ion exchange resin adsorption in fixed bed are 49.4% and 96.5%；And those from magnetic resin adsorption in fluid bed are 58.2% and 90.2%. These results indicate that Fenton reagent oxidation process is better for the removal of COD，however，the processes of ion exchange resin adsorption in fixed bed and magnetic resin adsorption in fluid bed are better for the removal of chroma. By comprehensive consideration，Fenton reagent oxidation process is more available for engineering application.

coking wastewater；Fenton reagent；fixed bed；ion exchange resin；fluid bed；magnetic resin；adsorption；advanced treatment of wastewater

X703

A

1006 - 1878（2012）02 - 0160 - 04

2011 - 10 - 31；

2011 - 12 - 23。

谭绍栋（1971—），男，广西壮族自治区都安县人，硕士，高级工程师，主要从事化工、能源、环保等领域的技术和管理工作。电话 13877278971，电邮shaodongtan@163.com。

（编辑 祖国红）