冶金工业焦化废水处理工艺研究进展

李富元

（山西晋环科源环境资源科技有限公司， 山西 太原 030024）

行业纵横

冶金工业焦化废水处理工艺研究进展

李富元

（山西晋环科源环境资源科技有限公司， 山西 太原 030024）

针对冶金工业焦化废水的高污染、难降解等特点，简述了几种较为先进、有效的处理方法，并分析了每种方法的优缺点。结合综述内容，对处理焦化废水的工艺提出了新的展望，早日实现焦化废水的零排放。

冶金工业 焦化废水 方法 展望

冶金工业焦化废水是煤炼焦、煤气化以及净化生产过程中产生的废水。该废水产量大、污染性强、难降解且毒性较大，如果将该废水超标排放，将会对我们的生活环境造成很大的危害。国家环保部在2012年10月1日颁布实施了新的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171—2012）[1]，针对焦化废水制定了更加严格的排放标准，同时也对焦化废水处理工艺提出了新的要求。

1 冶金工业焦化废水的处理方法

1.1 A/O+A/O工艺

杨淑红[2]主要针对煤转油废水（国内首套大型中低温固体热载体高温裂解项目的废水）进行了实验，通过预处理，A/O+A/O工艺以及加药絮凝脱色对焦化废水进行处理，预处理阶段主要是除油、稀释，将经过处理后的水引入调节池，调节池水质控制条件为ρ（COD）＜2 500 mg/L，ρ（NH3-N）＜120 mg/L，硫化物的质量浓度＜70 mg/L，保持水质条件稳定，波动较小，而后将调节池的废水送入A/O装置。首先是缺氧池，将废水中的硝酸盐以及亚硝酸盐转化为氮气排放，再引入好氧池，好氧池能够降解水中的部分COD以及有机物，处理后的水流入二沉池，该部分水ρ（CODcr）下降至200～400 mg/L，氨氮的质量浓度根据进水水质可基本降为0～40 mg/L。由于水质不能满足排放标准，所以需要进行二级A/O处理，处理后水质ρ（CODcr）达到100～200 mg/L，氨氮的质量浓度为0，排入三沉池，而后进入加药絮凝脱色阶段，最终出水色度能达到50倍，ρ（COD）＜80 mg/L，氨氮的质量浓度为0。

1.2 电催化氧化法

电催化氧化方法是一种深度处理方法，该法通过电解在水中产生大量具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，(·OH)电极电位极高，能够氧化很多传统方法难处理的有机物，电催化氧化法能够有效降解废水中的有机物，降低出水CODcr和氨氮值。黄现统[3]等在其研究中利用涂有SnO2-Sb2O3的Ti板作为阳极，Ti板作为阴极，采用环境友好型的电化学催化法对山东某焦化厂经过A2/O2工艺处理过的废水进行了深度处理，在实验条件在废水pH值为6.0，电解电压为10 V，极板间距为1.5 cm，电解时间60 min，NaCl投加量为300 mg/L的情况下，焦化废水的CODcr去除率达到了60%以上，NH3-N去除率达到85%以上，可生化性大大提高。

1.3 Fenton高级氧化工艺

Fenton试剂作为一种高级氧化试剂，具有很强的氧化能力。Fenton试剂主要由Fe2+离子与H2O2组成，二者能够相互作用产生大量的具有强氧化性的羟基自由基(·OH)。

殷旭东[4]在其研究中利用Fenton试剂对广东省某化工厂的焦化废水进行了预处理。

首先进行了正交实验，确定了COD去除率的影响因素按权重排序依次为H2O2投加量、废水初始pH值、n（Fe2+）∶n（H2O2）、反应时间；挥发酚去除率的影响因素按权重排序依次为废水初始pH值、H2O2投加量、n（Fe2+）∶n（H2O2）、反应时间。通过实验发现，在同时保证COD与挥发酚去除率的情况下，实验条件应为pH=3，H2O2投加量为170mL/L，n（Fe2+）∶n（H2O2）=1∶80，反应时间为20 min。在最优条件下，CODcr去除率能够达到78%～82%，挥发酚去除率能达到95%以上。结果表明，Fenton试剂在预处理焦化废水中作用明显，效果良好。

1.4 膜分离技术

膜分离技术在水处理领域一直都是热点研究方向，在工业水处理方面应用广泛。

王勇军[5]等在试验中将“预处理+微滤+反渗透”工艺用于处理焦化废水，考虑到膜的实际承受能力，选取操作压力为0.8 MPa，回收率80%，pH值为6～9，进水温度为室温作为实验条件，处理经过生化的焦化废水。结果显示，CODcr去除率能达到95%以上，产水电导率达到100 μS/cm以下，无机盐去除率达到97%以上，氨氮去除率达到95%以上，浊度去除率几乎达到100%，各方面指标均能够达到回用循环水的标准。对于膜处理工艺而言，针对膜进行有效的清洗尤为重要，研究者利用化学与物理的手段针对膜进行了清洗，清洗后的反渗透膜产水量可以达到原来的97.5%。

1.5 UHR工艺

UHR工艺系统主要由化学加药处理系统（CDS）、管式膜过滤系统（TMF）以及浓水反渗透系统（CRO）组成。在进入CRO之前，通过CDS与TMF系统处理。龙泽勇[6]将UHR工艺系统用于焦化废水的处理，在西昌钢钒公司全厂废水处理站深度处理现场进行了实验，验证了UHR工艺系统的可行性，实现了焦化废水的零排放，将原水通过CDS系统与TMF系统后，其出水ρ（CODcr）由120.27～525.7 mg/L下降到16.35～105.01 mg/L，ρ（NH3-N）由5.76～20.06 mg/L下降到1.63～8.01 mg/L，碱度由300～700 mg/L下降到90～420 mg/L，硬度（以CaCO3计）由50～400 mg/L下降到40～180 mg/L。经过处理后，有异味的褐色原水变得无异味且无色透明，改善了水质，并且满足反渗透的进水要求，该焦化废水电导率、NH3-N、CODcr、硬度以及碱度都得到了极大的改善。

1.6 其他处理方法

冶金工业焦化废水对环境以及人体健康的危害极大，除了上述几种方法外，还有强化AO工艺[7]、超重力环境下结合高级氧化法耦合联用[8]等水处理技术，这些方法对于焦化废水的处理效果显著。

2 结语

冶金工业焦化废水毒性大、难降解。就上述介绍的方法而言，这些方法在实际应用中总有一些缺点，比如占地面积大、投资运营昂贵或者会造成二次污染等，在今后的研究中，研究者们应该多与实际相结合，改进工艺技术与处理设备，早日实现焦化废水的零排放。

[1] 山西省环境保护厅.炼焦化学工业污染物排放标准：GB 16171—2012[S].2012-06-27.

[2] 杨淑红.A/O+A/O工艺在处理高浓度焦化废水方面的工程应用[J].资源节约与环保，2016（5）：40.

[3] 黄现统.电催化氧化法深度处理焦化废水[J].枣庄学院学报，2016，33（2）：71-75.

[4] 殷旭东.Fenton法预处理高浓度焦化废水的影响因素与动力学研究[J].当代化工，2016，45（4）：673-676.

[5] 王勇军.膜组合工艺深度处理焦化废水试验研究[D].广州：广东工业大学，2014.

[6] 龙泽勇.UHR工艺在深度处理焦化废水中的研究与探讨[J].冶金动力，2016（5）：46-50.

[7] 范天一.强化AO工艺处理焦化废水的实验研究[J].科技传播，2016（10）：144-150.

[8] Zeng Zequan，Zou Haikui，Li Xin，et al.Ozonation of phenol with O3/Fe（Ⅱ）in acidic environment in a rotating packed bed[J]. Industrial and Engineering Chemistry Research，2012，51（31）：10 509-10 516.

（编辑：王瑾）

Research Progress of Coking Wastewater Treatment Process in Metallurgical Industry

LI Fuyuan
（Shanxi Jinring Keyuan Environmental Resource Science and Technology Co.,Ltd., Taiyuan Shanxi 030024）

In view of the high pollution and difficult degradation of coking wastewater in metallurgical industry,several advanced and effective treatment methods are briefly described,and the advantages and disadvantages of each method are analyzed.Combined with the review and content,a new prospect for coking wastewater treatment is put forward. And the zero emission of coking wastewater can be achieved at an early date.

metallurgical industry,coking wastewater,method,prospect

X756

A

1672-1152（2017）03-0039-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.16

2017-05-25

李富元（1983—），男，山西朔州人，本科，毕业于兰州理工大学环境工程专业，主要从事环境影响评价以及环保验收工作。