焦化酚氰废水深度处理工艺的改进

张竹英

(西山煤电(集团)有限责任公司，山西　太原　030053)



焦化酚氰废水深度处理工艺的改进

张竹英

(西山煤电(集团)有限责任公司，山西太原030053)

摘要焦化废水中含有大量的氨氮、酚类及油分物质,其中以酚氰类化合物为主。由于浓度高, 有毒及生物抑制性物质较多，成分复杂，生化处理难以实现有机污染物的完全降解，对环境造成了严重污染，随着环保工作要求的逐年提高,酚氰废水的处理效果问题愈发凸显。本文针对目前焦化行业水处理现状，对国内焦化废水处理与利用情况进行了调研，采用新技术“初级电催化氧化+中和曝气池+强化沉淀池+二级电催化氧化+电絮凝+电气浮+超滤系统+反渗透系统”的工艺进行深度处理回用，经过生产实践，取得了良好的社会和经济效益。

关键词焦化废水； 超滤； 渗透； 深度处理； 稳定

1研究背景

焦化废水是在生产焦炭、煤气、焦油及焦化产品的过程中产生的废水，含有多种污染物质。其中有机物以酚类化合物为主，占总有机物的一半以上。有机物中包括大量的多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等，处理难度很大，属于难降解的高浓度有机工业废水。纵观我国焦化行业水处理现状，传统工艺很难完全实现长期运行和处理效果稳定，在焦化废水深度处理回用领域，更鲜有真正成功的案例。目前，国内多数焦化企业的生产废水采用A/O等工艺生化处理后，再用物化法处理后排放。处理后水质指标波动剧烈，难以达标，回用难度大，给焦化企业的运行管理带来很大的困难、风险和压力。如果在传统工艺后采用适当的技术进行深度处理回用，不仅可解决传统处理工艺带来的上述问题，更重要的是可以实现焦化废水的资源化。随着国家发展循环经济的步伐加快，污染物排放总量也将成为企业持续发展的制约因素，对于大型焦化企业而言，焦化废水深度处理及合理回用势在必行。

2焦化酚氰废水深度处理工艺

为满足焦化废水排放及深度处理回用的要求，采用在原酚氰污水处理系统后建设深度处理系统进行处理及回收利用新技术。工艺为“初级电催化氧化+中和曝气池+强化沉淀池+二级电催化氧化+电絮凝+电气浮+超滤系统+反渗透系统”，其中“初级电催化氧化+中和曝气池+强化沉淀池+二级电催化氧化+电絮凝+电气浮”是预处理系统，“除铁锰系统+陶瓷膜超滤+反渗透”是深度处理系统。该工艺能改变污水物理性质和化学性质，把有机物转化成二氧化碳和水，使废水无害化，同时当进水中污染物质浓度发生变化时，可通过调整电流、电压的方法进行控制，保证出水稳定。具体特点如下：

1) 该项目采用“一级电催化氧化+中和曝气池+强化沉淀池+二级电催化氧化+电絮凝+电气浮+除铁锰系统+陶瓷膜超滤+反渗透”工艺。超滤系统采用先进的陶瓷超滤技术，使用寿命长，处理精度高，耐高温、耐腐蚀、耐氧化、耐化学老化；老化及废弃膜元件不存在二次处理费用及环境污染问题。经过性能试验考核，能够达到项目设计预期效果。

2) 电化学催化氧化工艺对原水中有机污染物进行降解和分解，而非简单的分离与富集。采用电化学催化氧化的酚氨废水深度处理工艺，不仅处理后的产水可以作为循环冷却水补充水回用，浓水也可以用于焖渣、烧结，并且膜元件用自产水清洗。整个系统中既没有浓水的排放，也不需要补充新水。电催化氧化通过电极和催化材料的作用产生超氧自由基(.O2)、(H2O2)、羟基自由基(.OH)等活性物团来氧化焦化废水水体中的有机物。这些活性物种的存在能够提高降解有机污染物的能力。在它们的共同作用下COD大幅下降，其它酚、氰、NH4-N等都有较大的下降。电气浮电极采用具有催化功能的DSA电极，对废水的pH值适应范围广，电极不消耗，操作条件简单。

3) 该工艺能改变污水物理性质和化学性质，对芳香族物质(芳香族化合物为难生降物质)的开环表现出高反应活性，无二次污染，是环境友好型技术；同时具有一定的抗负荷冲击能力，当进水中污染物质浓度发生变化时，可通过调整电流、电压的方法进行控制，保证出水稳定。它与其它处理方法相比具有处理时间短、设备容积小、占地面积少等优点。

4) 电催化氧化技术在焦化废水深度处理系统中的应用，为实现焦化废水的零排放起到了至关重要的作用。电催化氧化的产水为后续工艺如超滤、纳滤或者反渗透系统提供了良好的、稳定的运行环境，降低了后续系统的运行成本及风险。

5) 符合国家日趋严格的环保政策和节能减排的产业发展趋势。

6) 反渗透浓水指标满足GB13456-92焦化废水一级排放标准，不需要再处理，不需新增投资及设备。

7) 通过调试及运行，污水深度处理回用工程能够达到设计处理能力100 m3/h，回用率及产水水质能够满足设计要求，产水可回用到循环水补水系统。

3工艺系统的优化改造

1) 原水中有机物、悬浮物含量较高，导致中和曝气池泡沫很多，经常溢出中和曝气池造成二次污染，采取措施对中和曝气池进行加高，解决了泡沫外溢的问题。

2) 原水水质波动较大，对初级及二级电氧化整流柜提出更高的要求。原有整流柜可以保证出水水质，但却缺乏可调整性，对初级及二级电氧化整流柜进行更换，确保初级及二级电氧化对原水有更强的适应性，保证了预处理系统产水水质达到后续工艺的要求。

3) 为保证二级电氧化系统有一定伸缩性，对所有16座二级电氧化罐进行加高，不仅解决了进水流量问题，也保证了即使偶有泡沫也不会溢出罐体。

4) 由于原水中含铁量较高，在“电气浮”后增加除铁锰过滤器，保证了出水能达到反渗透进水标准。采用电催化氧化技术和电絮凝气浮技术等作为预处理手段，再结合超滤和反渗透技术深度处理，能够催化、氧化、转化、分解水体中的有机污染物，提高降解有机污染物的能力，COD、酚、氰、NH3-N等也都有较大幅度降解，色度有了比较明显的改善。在整个处理工艺中，不需新水稀释，不增大工程处理规模及浓水排放，抗冲击负荷较强，较为适合焦化废水复杂、难降解、波动大的特点。

4社会、经济效益

酚氰废水经深度处理后，水质远远优于循环水回用标准。产水水质见表1.

表1产水水质表

焦化废水深度处理工艺是现代化文明企业的重要标志,同时对提升企业形象、促进经济的发展，进一步提高企业在国内外的知名度，也将起到促进作用，其社会效益明显。

焦化废水的深度处理系统初步实现了焦化废水的零排放。不仅处理后的产水可以作为循环冷却水补充水回用，浓水也可以用于焖渣、烧结，膜元件用自产水清洗。整个系统中既没有浓水的排放，也不需要补充新水。

焦化废水COD浓度较高，且所含环境污染物种类繁多。传统的工艺只能将COD降低到一定范围，处理后的废水中氨氮、挥发酚、氰化物等污染物质含量仍较高。焦化废水深度处理工艺可使处理后的废水COD降到200 mg/L以下，氨氮<0.5 mg/L，其它污染物质可降为零，减小了对环境的危害。每年可产水61.32万t.节约新水耗用成本416.976万元；产水做为循环补充水，降低了企业的工业水耗用。

参考文献

[1]许海燕, 李义久, 刘亚菲. Fenton混凝催化氧化法处理焦化废水的影响因素[J]. 复旦大学学报(自然科学版),2003,42(3)：440-444.

[2]刘金泉, 李天增. O3、H2O2/O3及UV/O3在焦化废水深度处理中的应用[J]. 环境工程学报, 2009, 3(3)：501-505.

·问题探讨·

Improvement of Coking Phenol Cyanogen

Wastewater Advanced Treatment Process

ZHANG Zhuying

AbstractCoking wastewater contains large amounts of ammonia nitrogen, phenols and oil content material, which is given priority to with phenol cyanogen compounds. Because of high concentration, the toxic and biological inhibitory substances are more, composition is complex, biochemical treatment is difficult to realize the complete degradation of organic pollutants, it causes serious pollution to the environment, as the requirement of environmental protection increase year by year, phenol cyanogen waste water treatment effect problem is increasingly protruding. In view of the present situation of coking industry water treatment, domestic coking wastewater treatment and utilization for the research, adopt new technology primary electric catalytic oxidation + neutralization aeration tank + strengthen sedimentation basin + secondary electric catalytic oxidation + electric flocculation tank + electric floating + ultrafiltration system + reverse osmosis system for advanced treatment and recycling. Through production practice, it achieves good social and economic benefits.

Key wordsCoking wastewater; Ultrafiltration; Permeation; Advanced treatment; Stability

中图分类号：[TD926.5]

文献标识码：B

文章编号：1672-0652(2015)05-0044-03

作者简介：张竹英(1974—)，女，山西忻州人，2014年毕业于中国矿业大学，工程师，主要从事焦化管理工作，(E-mail)724553448@qq.com

收稿日期：2015-03-10