焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展研究

陳 磊

（廣東熙霖節(jié)能環(huán)保工程咨詢服務(wù)有限公司，廣東 東莞 523000）

引言

煤炭是我們當前時代背景下進行經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)發(fā)展的重要天然資源之一。其本身是植物埋藏在地下經(jīng)歷復(fù)雜生物化學(xué)和物理變化逐漸形成的可燃性礦物資源。煤炭在世界范圍內(nèi)的蘊藏量雖然比較廣泛，但是其終究是一種有限的自然資源[1]。因此，我們在對其進行利用的過程當中要充分開發(fā)出其資源價值，從而使煤礦資源能夠更好地服務(wù)于我們?nèi)祟惿鐣?。但是同時也是因為這種全面開發(fā)煤礦資源價值的理念和工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，在當前的煤炭裂解過程當中不可避免地會出現(xiàn)相應(yīng)的化學(xué)污染物。并且更加嚴重的是問題是，這些化學(xué)污染物當中部分污染物其本身穩(wěn)定性比較強，難以通過我們的技術(shù)手段實現(xiàn)全面的廢水處理工作。

1 焦化廢水的來源、特點和傳統(tǒng)焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 焦化廢水的來源和特點分析

焦化廢水主要是由于在焦炭和煤氣的生產(chǎn)過程當中回收焦油、苯等副產(chǎn)品而產(chǎn)生的。焦化廢水的主要構(gòu)成以氨水為主。同時氨水也是我們對焦化廢水進行凈化處理工作的重點對象。焦化廢水的特點呈現(xiàn)在以下幾大方面：焦化廢水的組成成分相當復(fù)雜。從組成成分的分類上來分析，焦化廢水所含的污染物可以分為有機污染物和無機污染物兩大類別——其中有機污染物主要以酚類化合物為主，具體來說有苯酚、對甲酚、二甲酚及其同系物等等，另外也包括部分雜環(huán)類化合物和多環(huán)類化合物。而無機污染物一般以銨鹽為主。焦化廢水的組成部分當中還有著大量的難以降解的物質(zhì)[2]。這些物質(zhì)我們很難通過生物手段來進行生化處理，使得在焦化廢水處理過程當中微生物的利用率極低。焦化廢水由于其本身的污染物的組成成分相當復(fù)雜，因此也導(dǎo)致它的毒性非常大。焦化廢水當中的氫化物、雜環(huán)化合物等污染物對于微生物有著強大的毒害作用。在有些濃度較高的焦化廢水，其毒性污染物的濃度已經(jīng)超過了微生物可以承受的極限。焦化廢水的部分污染物還能夠在動植物體內(nèi)實現(xiàn)集聚，并且最終通過食物鏈的轉(zhuǎn)移將這些污染物集中到我們的人體當中，從而導(dǎo)致癌癥的產(chǎn)生。另外，焦化廢水中的氮、磷元素也會導(dǎo)致其接觸到的水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，并且導(dǎo)致藻類植物的過分繁殖。焦化廢水對于我們的自然生態(tài)環(huán)境有著巨大的破壞作用。這也是我們對焦化廢水進行新型處理技術(shù)研究的原因。

1.2 傳統(tǒng)焦化廢水處理技術(shù)分析

傳統(tǒng)的焦化廢水處理技術(shù)主要包括芬頓試劑處理、吸附法、混凝氣浮法等廢水處理技術(shù)，另外也包括應(yīng)用較為廣泛的普通活性污泥法處理技術(shù)。普通活性污泥法是焦化廢水處理過程當中的基礎(chǔ)技術(shù)。經(jīng)過普通活性污泥法處理的焦化廢水，其組成部分當中的酚、氰、油等有害物質(zhì)的含量會大大降低，但是這種廢水處理技術(shù)對于COD和NH3-N的去除效果并不好。并且由于焦化廢水的組成成分當中本身含有極難降解的污染物質(zhì)，因此，僅僅經(jīng)過普通活性污泥法處理的焦化廢水還不能達到國家的排放標準。這樣的情況下，我們就需要對焦化廢水進行深度處理即三級處理工藝。但是深度處理由于其涉及到的技術(shù)和設(shè)備都較多，因此導(dǎo)致深度處理的處理費用昂貴。多數(shù)焦化廠沒有相應(yīng)的資金條件來支撐三級處理工藝的進行。這樣的情況下，我們需要思考全新的處理工藝的發(fā)展方向。

2 焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展研究

2.1 利用煙道氣處理焦化廢水是一種性價比極高的處理方式

為了解決大多數(shù)焦化廠沒有資金條件來進行三級處理工藝的普遍問題，我們首先想到的是利用煙道氣處理焦化廢水。這是一種性價比極高的焦化廢水處理方式，它是一種與焦化廢水生化法處理流程完全不同的焦化廢水處理技術(shù)[3]。它主要的廢水處理模式，是利用煙道氣處理焦化剩余氨水。在具體的處理過程當中，煙道氣處理的原則是要通過以廢治廢來改變焦化廢水中的污染物的組成部分。通過焦化廢水當中原本所含有的污染物與煙道氣接觸，并且產(chǎn)生相應(yīng)的物理化學(xué)反應(yīng)，從而使焦化廢水當中原本的組成部分更容易被我們凈化和處理。比如說我們可以利用煙道氣當中的二氧化硫與焦化廢水當中的NH3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來生成（NH4）2SO4。對于吸附在煙塵上的焦化廢水的有機污染物，我們可以通過高溫焙燒讓其進行無毒化分解。這種煙道氣處理方式，既沒有對大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴重影響，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)焦化廢水的零排放。另外，這種焦化廢水處理方式在成本遠遠小于深度處理工藝所需要花費的處理成本。這種處理方式非常適用于中小型的焦化廠進行投資和運作。

2.2 生物強化技術(shù)的應(yīng)用是焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向

生物強化技術(shù)，指的是為了提高焦化廢水處理系統(tǒng)對于焦化廢水的處理能力而向廢水處理系統(tǒng)當中加入特定的優(yōu)勢菌種，或者加入由基因編輯技術(shù)產(chǎn)生的高效生化處理菌種來達到去除某一種或者某一類有害物質(zhì)的焦化廢水處理方法。生物強化技術(shù)，其最重要的特點是能夠針對性地去除焦化廢水當中的某類物質(zhì)。并且由于這些菌種的針對性較強，因此導(dǎo)致它們在進行焦化廢水處理的過程當中不會進一步與其他物質(zhì)產(chǎn)生相應(yīng)的物理化學(xué)反應(yīng)，或者說產(chǎn)生這種情況的概率[4]。這就避免了焦化廢水的污染物處理過程當中再次產(chǎn)生新型污染物。因此利用生物強化技術(shù)，我們可以通過針對性的處理工藝來逐漸清除焦化廢水當中的具有嚴重毒性的污染物和普遍存在的NH3等物質(zhì)。生物強化技術(shù)始終是我們的焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向，因為相比于我們上述的煙道氣處理技術(shù)，該技術(shù)能夠真正做到保障廢水的指標能夠符合我國的排放標準，能夠?qū)U水的污染力度控制在自然界能夠承受的范圍內(nèi)。當然要實現(xiàn)生物強化技術(shù)的廣泛普及，我們還需要更加積極地開發(fā)對于特定的有機污染用戶具有處理能力的生物菌種，并且通過我們的生物強化技術(shù)的各個環(huán)節(jié)和細節(jié)的規(guī)范，逐漸加強生物強化技術(shù)對于焦化廢水當中的特定污染物的處理能力。

2.3 深度處理后的焦化廢水用于企業(yè)循環(huán)冷卻水

與此同時，實現(xiàn)焦化廢水在經(jīng)過深度處理后用作企業(yè)的機械設(shè)備系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水，是進行焦化廢水處理的最終目標。這種處理技術(shù)要求焦化廢水經(jīng)過相應(yīng)的深度處理之后，保證其本身對于企業(yè)的機械設(shè)備不會產(chǎn)生腐蝕，并且將其應(yīng)用到企業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)當中。這一方面提高了水資源的利用率，另一方面也徹底解決了廢水資源排入到自然環(huán)境當中可能會產(chǎn)生不良影響的問題。這種處理模式能夠真正實現(xiàn)焦化廢水零排放，并且進一步地增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。產(chǎn)出焦化廢水的企業(yè)本身就需要大量的循環(huán)冷卻水。將處理過的廢水應(yīng)用到水循環(huán)系統(tǒng)當中，常此以往會為企業(yè)創(chuàng)造巨大的利潤。但是上文我們也已經(jīng)說過，焦化廢水深度處理需要花費相當高的成本，在將經(jīng)處理過的焦化廢水應(yīng)用于企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與對焦化廢水進行相應(yīng)的處理并排放入自然環(huán)境的選擇當中，大部分企業(yè)還是處于試探的階段。我們需要進一步地降低對于焦化廢水進行深度處理的成本，才能夠使這項有利于保護自然環(huán)境和增加企業(yè)效益的污水處理技術(shù)在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)應(yīng)用。

3 結(jié)語

焦化廢水就是在燃煤高溫裂解得到焦炭和煤氣的生產(chǎn)過程當中回收焦油、苯等副產(chǎn)品產(chǎn)生的廢水，其中既包括煤氣冷卻過程當中產(chǎn)生的剩余氨水，同時也包括煤氣凈化過程當中產(chǎn)生的煤氣終冷水及粗苯分離水，另外還包括水分接觸煤、焦粉塵等物質(zhì)而產(chǎn)生的廢水。在焦化廢水的組成成分當中，氨水占廢水總量的50%～70%，是焦化廢水處理過程當中的重點處理對象。焦化廢水的處理技術(shù)目前仍在傳統(tǒng)的技術(shù)手段基礎(chǔ)上不斷進行著發(fā)展。