焦化廢水是鋼鐵企業(yè)排出的主要廢水之一。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中形成的廢水,其其組成復(fù)雜, 含有大量的酚類、聯(lián)苯、毗吮、叫噪和喳琳等有機污染物, 還含有氛、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì), 污染物色度高, 屬較難生化降解的高濃度有機工業(yè)廢水。因此焦化廢水的處理, 一直是國內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的一大難題。
焦化廢水處理按處理程度可分為一級、二級和三級處理。一級處理可稱為初級處理或預(yù)處理,是通過沉淀、萃取、氧化還原等方法去除廢水中的懸物,回收有價值的物質(zhì)。二級處理是在一級處理的基礎(chǔ)上對廢水進一步處理。三級處理也稱深度處理,它是將二級處理的水再進一步處理,從而有效除去水中不同性質(zhì)的污染物。
一般來講焦化廢水處理由3部分組成:預(yù)處理、生化處理和后處理。預(yù)處理包括除油池、氣浮池和凋節(jié)池。生化處理包括厭氧反應(yīng)器、缺氧池、好氧池、中沉池、接觸氧化池和二沉池。后處理包括混合反應(yīng)池、混凝沉淀池和過濾器。
預(yù)處理系統(tǒng):
初曝系統(tǒng)(初曝池、初沉池)的主要作用是對焦化廢水進行預(yù)處理,去除對硝化反硝化系統(tǒng)有害和有抑制作用的有機和無機污染物(如酚、氰等),為生物脫氮提供一個良好的環(huán)境。在運行過程中溶解氧和COD去除效果的控制非常重要:若溶解氧過低,則廢水中酚、氰等去除效果不好,將直接抑制生物脫氮的效果;若溶解氧過高,則COD降解率會大大提高,造成后段生物脫氮的碳源嚴重不足,致使反硝化效率不高,影響總氮的脫除。實踐證明,預(yù)處理系統(tǒng)溶解氧控制在1~1.5 mg/L、COD去除率基本控制在50%~60% 時處理效果最好,酚、氰等物質(zhì)基本可以降到不影響生物脫氮的濃度。
常見的焦化廢水深度處理工藝:
臭氧氧化法:
臭氧具有極強的氧化性,能與許多有機物發(fā)生反應(yīng),將復(fù)雜的有機物轉(zhuǎn)化成簡單有機物,使污染物的極性、生物降解性和毒性等發(fā)生改變。用臭氧氧化法處理焦化廢水可以同時脫除廢水中的酚、氰化物及其他有機物。臭氧的強氧化性可快速、有效地除去廢水中的污染物,而且臭氧本身在水中很快分解為氧,不會造成二次污染,操作管理簡單方便。但是,這種方法也存在投資高、處理成本高的缺點。若操作不當(dāng),臭氧會對周圍生物造成危害。
光催化氧化法:
這是一種新興的廢水處理技術(shù)。其氧化機理為:由光能產(chǎn)生具有較強反應(yīng)活性的電子-空穴對,這些電子-空穴對遷移到顆粒表面,便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進行。這種電子-空穴對與O2和H20作用的產(chǎn)物具有極強的氧化性,可以將廢水中的有機物完全降解為無污染的小分子無機物。光催化材料具有可重復(fù)利用、無二次污染的優(yōu)點,對幾乎所有的有機污染物都可實現(xiàn)完全降解,是目前環(huán)保和材料領(lǐng)域研究的熱點。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收,因此適用于低濁度、透光性好的體系。
活性炭吸附法與礦物吸附法:
活性炭具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),是一種最常用的吸附劑?;钚蕴繉够瘡U水COD的去除率可達98.5%(高效)。但是,活性炭再生系統(tǒng)操作難度大,裝置運行費高,在焦化廢水處理中未得到推廣使用。
針對活性炭吸附法操作成本高的問題,可采用粉煤灰和天然多孔礦物。以礦物、廢渣等為吸附劑深度處理焦化廢水具有成本低廉、以廢治廢的特點。
粉煤灰是粉煤燃燒排放的廢棄物,其主要組分為A1203,Si02,CaO,F(xiàn)e203(占總量的90%左右)。我國目前每年排放的粉煤灰超過1億噸。從粉煤灰的理化性質(zhì)來看,粉煤灰去除廢水中的有害物質(zhì)主要是通過吸附,但在一定條件下,也有一定的絮凝沉淀和過濾作用。
天然多孔礦物內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的形式多樣,有沸石、硅藻土等。將多孔礦物與焦化廢水混合或讓廢水通過礦物濾床,焦化廢水中的有機污染物即被吸附在多孔礦物中得以去除。天然多孔礦物具有分布廣泛、價格低廉、可循環(huán)利用等優(yōu)點,因此在焦化廢水處理等環(huán)境凈化領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
污泥處理:
污泥處理包括污泥濃縮和污泥脫水。中沉池、二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥提升至污泥濃縮池,濃縮后的污泥經(jīng)單螺桿泵提升至板框壓濾機脫水。由于污泥產(chǎn)量不高,所以泥餅可供鍋爐房焚燒或運至煤場.