浅析焦化废水的物化处理方法.doc

浅析焦化废水的物化处理方法
化学化工学院07级师范一班
贺晓婧
学号 222007316011057
摘要：焦化废水是一种典型的难降解有机废水。焦化废水的处理过程中所采用的主要有物化法、生化法以及物化-生化法等三大类。其中物化法简单易行，在焦化废水的处理中得到广泛应用。
关键词：焦化废水 混凝 吸附 废水处理

山西省是煤炭大省，我的家乡大同更是煤海之都，煤焦企业林立，焦化废水的合理处理直接关系到家乡蓝天碧水工程建设的质量。焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，是一种典型的难降解有机废水。它的超标排放对人类、水产、农作物都构成了很大危害。如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题，已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。
目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、COD（化学需氧量）及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为物化法、生化法以及物化-生化法等三大类。其中物化法简单易行，在焦化废水的处理中得到广泛应用。本文就焦化废水物化处理技术方法的研究应用情况做一简单的分析探讨。
1、吸附法
吸附法就是采用吸附剂除去污染物的方法。吸附法处理废水 ，就是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质，使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。这种方法处理成本高 ，吸附剂再生困难 ，不利于处理高浓度的废水。
　夏海萍、柯家骏研究了膨润土粘土矿对焦化废水中氨氮的吸附作用，研究表明天然膨润土能够有效地吸附焦化废水中的氨氮；颗粒膨润土的吸附效果优于粉状膨润土。
吴声彪、肖波、史晓燕等研究比较了粉末活性炭和柱状活性炭对焦化废水COD的去除效率，结果表明，粉末活性炭对COD的去除率可高达98.5%；同时，粉末活性炭的颗粒有一个最佳尺寸范围，粒径为0.09mm的粉末活性炭对焦化废水COD的去除率最高。
粉煤灰处理废水是近几年粉煤灰综合利用研究的热点之一。粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸盐。用粉煤灰作为吸附剂深度处理焦化废水时，脱色效果好，对COD、挥发酚、油等的去除效果好，费用低。
山西焦化集团有限公司利用锅炉粉煤灰处理来自生化的焦化废水。生化出口废水经过粉煤灰吸附处理后，污染物的平均去除率为54.7％。处理后的出水，除氨氮外，其它污染物指标均达到国家一级焦化新厂标准。该方法系统投资费、运行费都比较低，以废治废，具有良好的经济效益和和环境效益。但是，同时存在处理后的出水氨氮未能达标和废渣难处理的缺点。
2、化学沉淀法
刘小澜，王继徽，黄稳水等采用化学沉淀剂MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O(或MgHPO4·3H2O) 对焦化剩余氨水进行预处理，取得了较好的效果，废水中氨氮的去除率高达99%以上。沉淀剂与焦化废水中的NH4+反应，生成磷酸铵镁沉淀。在PH为8.5～9.5的条件下，投加的药剂Mg2+∶NH4+∶PO43-(摩尔比)为14∶1∶0.8时，废水氨氮的去除率达99%以上，出水氨氮的质量浓度由2000mg/Ｌ降至15mg/Ｌ。达到国家排放标准。
3 、混凝沉淀法
混凝法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体，中和废水中某些物质表面所带的电荷 ，使这些带电物质发生凝集。混凝法的关键在于混凝剂 ，目前国内焦化厂家一般采用聚合硫酸铁（PFS），助凝剂为聚丙烯酰胺（PDM）。赵玲，吴梅研究了混凝澄清法在焦化废水处理中的应用，生产实践证明，采用混凝澄清法对焦化生化后废水进行深度处理，聚合硫酸铁（PFS）的投加量在20~30mg/L，聚丙烯酰胺的投加量在0.25~0.13 mg/L，能够去除45%的COD、37%的氰化物，达到较好效果。
　　近年来，新型复合混凝剂在焦化废水的处理中的应用得到广泛的研究。郭金华、田作林、冯天伟等用硫铁矿烧渣经过酸浸、聚合等工序而制备成的一种化学性质稳定、易溶于水的碱式氯化硫酸铁的聚合物，同时含有一定量的铝、钙、镁、锌等高价离子，介绍了新型复合混凝剂的混凝机理及处理焦化废水工艺，通过实验室小试及工业扩大实验，确定了药剂的最佳投入量及最佳PH值，以达到最佳的净水效果。
4 、Fenton试剂法
Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，由于其能产生氧化能力很强的·OH自由基，在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时，具有反应迅速，温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点。因此，近30年来越来越受到国内外环保工作者的广泛重视。
刘红、周志辉采用Fenton试剂氧化联合聚硅硫酸铝混凝沉降的方法，对气浮一隔油后的焦化废水进行了试验研究，获得了良好的效果，为该工艺实际处理焦化废水提供了科学依据。试验证明，在最佳处理条件下，废水的COD值可由1173.0mg/L降至38.2mg/Ｌ，符合国家一级排放标准，COD去除率达到96.7%。
焦化废水治理技术能否成功应用，主要受3个因素制约：处理效果、投资运行费用以及是否会造成二次污染。深入研究焦化废水的先进处理技术，既是当前经济建设面临的现实问题，也是将来进行技术攻关的重点，只有不断提高现有处理技术的处理能力、增强新技术的经济技术可行性，将各种方法有机地结合起来，取长补短才能找到治理焦化废水的最佳方法。其中化学氧化法具有去除率高，占地面积小、无二次污染的特点，是焦化废水处理的发展趋势。吸附法和混凝法是焦化废水深度处理的可靠方法，应着力进行新型吸附剂和混凝剂的开发。同时，还要进一步研究开发处理效果更好、投资运行费用更低、无二次污染、易于操作管理的新技术，这样才能更加适合国情，才会有更广阔的发展前景。

[参考文献]
[1]夏海萍，柯家骏．膨润土粘土矿吸附焦化废水中氨氮的研究[J]．重庆环境科学，1995，(6).
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