焦化废水处理技术现状与发展研究

陈 磊

（广东熙霖节能环保工程咨询服务有限公司，广东 东莞 523000）

引言

煤炭是我们当前时代背景下进行经济发展和工业发展的重要天然资源之一。其本身是植物埋藏在地下经历复杂生物化学和物理变化逐渐形成的可燃性矿物资源。煤炭在世界范围内的蕴藏量虽然比较广泛，但是其终究是一种有限的自然资源[1]。因此，我们在对其进行利用的过程当中要充分开发出其资源价值，从而使煤矿资源能够更好地服务于我们人类社会。但是同时也是因为这种全面开发煤矿资源价值的理念和工艺技术的不断发展，在当前的煤炭裂解过程当中不可避免地会出现相应的化学污染物。并且更加严重的是问题是，这些化学污染物当中部分污染物其本身稳定性比较强，难以通过我们的技术手段实现全面的废水处理工作。

1 焦化废水的来源、特点和传统焦化废水处理技术现状分析

1.1 焦化废水的来源和特点分析

焦化废水主要是由于在焦炭和煤气的生产过程当中回收焦油、苯等副产品而产生的。焦化废水的主要构成以氨水为主。同时氨水也是我们对焦化废水进行净化处理工作的重点对象。焦化废水的特点呈现在以下几大方面：焦化废水的组成成分相当复杂。从组成成分的分类上来分析，焦化废水所含的污染物可以分为有机污染物和无机污染物两大类别——其中有机污染物主要以酚类化合物为主，具体来说有苯酚、对甲酚、二甲酚及其同系物等等，另外也包括部分杂环类化合物和多环类化合物。而无机污染物一般以铵盐为主。焦化废水的组成部分当中还有着大量的难以降解的物质[2]。这些物质我们很难通过生物手段来进行生化处理，使得在焦化废水处理过程当中微生物的利用率极低。焦化废水由于其本身的污染物的组成成分相当复杂，因此也导致它的毒性非常大。焦化废水当中的氢化物、杂环化合物等污染物对于微生物有着强大的毒害作用。在有些浓度较高的焦化废水，其毒性污染物的浓度已经超过了微生物可以承受的极限。焦化废水的部分污染物还能够在动植物体内实现集聚，并且最终通过食物链的转移将这些污染物集中到我们的人体当中，从而导致癌症的产生。另外，焦化废水中的氮、磷元素也会导致其接触到的水体出现富营养化，并且导致藻类植物的过分繁殖。焦化废水对于我们的自然生态环境有着巨大的破坏作用。这也是我们对焦化废水进行新型处理技术研究的原因。

1.2 传统焦化废水处理技术分析

传统的焦化废水处理技术主要包括芬顿试剂处理、吸附法、混凝气浮法等废水处理技术，另外也包括应用较为广泛的普通活性污泥法处理技术。普通活性污泥法是焦化废水处理过程当中的基础技术。经过普通活性污泥法处理的焦化废水，其组成部分当中的酚、氰、油等有害物质的含量会大大降低，但是这种废水处理技术对于COD和NH3-N的去除效果并不好。并且由于焦化废水的组成成分当中本身含有极难降解的污染物质，因此，仅仅经过普通活性污泥法处理的焦化废水还不能达到国家的排放标准。这样的情况下，我们就需要对焦化废水进行深度处理即三级处理工艺。但是深度处理由于其涉及到的技术和设备都较多，因此导致深度处理的处理费用昂贵。多数焦化厂没有相应的资金条件来支撑三级处理工艺的进行。这样的情况下，我们需要思考全新的处理工艺的发展方向。

2 焦化废水处理技术的发展研究

2.1 利用烟道气处理焦化废水是一种性价比极高的处理方式

为了解决大多数焦化厂没有资金条件来进行三级处理工艺的普遍问题，我们首先想到的是利用烟道气处理焦化废水。这是一种性价比极高的焦化废水处理方式，它是一种与焦化废水生化法处理流程完全不同的焦化废水处理技术[3]。它主要的废水处理模式，是利用烟道气处理焦化剩余氨水。在具体的处理过程当中，烟道气处理的原则是要通过以废治废来改变焦化废水中的污染物的组成部分。通过焦化废水当中原本所含有的污染物与烟道气接触，并且产生相应的物理化学反应，从而使焦化废水当中原本的组成部分更容易被我们净化和处理。比如说我们可以利用烟道气当中的二氧化硫与焦化废水当中的NH3发生化学反应来生成（NH4）2SO4。对于吸附在烟尘上的焦化废水的有机污染物，我们可以通过高温焙烧让其进行无毒化分解。这种烟道气处理方式，既没有对大气环境产生严重影响，同时也能够实现焦化废水的零排放。另外，这种焦化废水处理方式在成本远远小于深度处理工艺所需要花费的处理成本。这种处理方式非常适用于中小型的焦化厂进行投资和运作。

2.2 生物强化技术的应用是焦化废水处理技术的发展方向

生物强化技术，指的是为了提高焦化废水处理系统对于焦化废水的处理能力而向废水处理系统当中加入特定的优势菌种，或者加入由基因编辑技术产生的高效生化处理菌种来达到去除某一种或者某一类有害物质的焦化废水处理方法。生物强化技术，其最重要的特点是能够针对性地去除焦化废水当中的某类物质。并且由于这些菌种的针对性较强，因此导致它们在进行焦化废水处理的过程当中不会进一步与其他物质产生相应的物理化学反应，或者说产生这种情况的概率[4]。这就避免了焦化废水的污染物处理过程当中再次产生新型污染物。因此利用生物强化技术，我们可以通过针对性的处理工艺来逐渐清除焦化废水当中的具有严重毒性的污染物和普遍存在的NH3等物质。生物强化技术始终是我们的焦化废水处理技术的发展方向，因为相比于我们上述的烟道气处理技术，该技术能够真正做到保障废水的指标能够符合我国的排放标准，能够将废水的污染力度控制在自然界能够承受的范围内。当然要实现生物强化技术的广泛普及，我们还需要更加积极地开发对于特定的有机污染用户具有处理能力的生物菌种，并且通过我们的生物强化技术的各个环节和细节的规范，逐渐加强生物强化技术对于焦化废水当中的特定污染物的处理能力。

2.3 深度处理后的焦化废水用于企业循环冷却水

与此同时，实现焦化废水在经过深度处理后用作企业的机械设备系统的循环冷却水，是进行焦化废水处理的最终目标。这种处理技术要求焦化废水经过相应的深度处理之后，保证其本身对于企业的机械设备不会产生腐蚀，并且将其应用到企业的循环冷却水系统当中。这一方面提高了水资源的利用率，另一方面也彻底解决了废水资源排入到自然环境当中可能会产生不良影响的问题。这种处理模式能够真正实现焦化废水零排放，并且进一步地增加企业的经济效益。产出焦化废水的企业本身就需要大量的循环冷却水。将处理过的废水应用到水循环系统当中，常此以往会为企业创造巨大的利润。但是上文我们也已经说过，焦化废水深度处理需要花费相当高的成本，在将经处理过的焦化废水应用于企业循环冷却水系统与对焦化废水进行相应的处理并排放入自然环境的选择当中，大部分企业还是处于试探的阶段。我们需要进一步地降低对于焦化废水进行深度处理的成本，才能够使这项有利于保护自然环境和增加企业效益的污水处理技术在更大范围内实现应用。

3 结语

焦化废水就是在燃煤高温裂解得到焦炭和煤气的生产过程当中回收焦油、苯等副产品产生的废水，其中既包括煤气冷却过程当中产生的剩余氨水，同时也包括煤气净化过程当中产生的煤气终冷水及粗苯分离水，另外还包括水分接触煤、焦粉尘等物质而产生的废水。在焦化废水的组成成分当中，氨水占废水总量的50%～70%，是焦化废水处理过程当中的重点处理对象。焦化废水的处理技术目前仍在传统的技术手段基础上不断进行着发展。