焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及 煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢 水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡 啶、吲哚和喹啉等幾十種污染物，成分復 雜，污染物濃度高、色度高、毒性大， 性質非常穩(wěn)定，其中一些還是強致癌物， 是一種典型的難降解有機廢水[1]。許多焦 化廠的外排水雖然經過了溶劑脫酚、生物 脫酚等凈化工藝處理，但是其中某些有毒 有害物質的濃度仍居高不下，常常難以達 到國家允許的排放標準[ 2 ]。

1. 焦化廢水治理現狀

目前焦化廢水一般按常規(guī)方法進行兩 級處理。第一級處理包括：隔油、過濾 （或一次沉降），溶劑萃取脫酚，蒸氨， 黃血鹽脫氰等。第二級處理包括：浮選、 生物脫酚、混凝沉淀等。焦化廢水經上述 兩級處理后，外排廢水中酚的含量可達到 GBI3456 — 92 標準，但氰化物、COD 及 氨氮很難達標。因此，研究開發(fā)一種理想 的焦化污水處理技術是鋼鐵工業(yè)環(huán)境治理 工作中的一項重要課題。

2 ．焦化廢水處理技術研究進展

為了提高COD、NH3 —N 的去除率， 近年來人們從微生物、工藝流程及反應器 幾方面著手，進行了大量的研究開發(fā)工 作，主要集中在生化處理技術和化學處理 技術的研究。

2.1 生物強化技術進展

生物強化技術，就是為了提高廢水處 理系統(tǒng)的處理能力，而向該系統(tǒng)中投加從 自然界中篩選的優(yōu)勢菌種或通過基因組合 技術產生的高效菌種，以去除某一種或某 一類有害物質的方法。由于它能在不擴充 現有水處理設施的基礎上，提高水處理的 范圍和能力，近年來在水處理領域日益受到重視。該技術處理焦化廢水效果受水 質、水量、營養(yǎng)物、投菌量、投加方式、 反應器構型、固定化生物技術、停留時間 等諸多因素的影響，這些還有待于進一步 研究。

生物強化技術可以通過3 種途徑實 現：一是投加高效菌種；二是添加劑； 三是PACT 法。

李日強[3]等從焦化廢水的活性污泥和 油泥中分離出能降解酚的細菌7 株，降解 氰的細菌8 株，并對其降解能力進行了測 定， 結果表明， 當酚的質量濃度為 150mg/L 時，經6h 處理后，對酚的去除 率大于96.84%，當氰離子的質量濃度為 25mg/L 時，經8h 后，去除率達99.96%。

2.2 生物流化床技術進展

生物流化床是以砂、焦炭、活性炭 這類顆粒材料為載體，水流自下向上流 動，使載體處于流化狀態(tài)，在載體表面上 生長、附著生物膜。載體粒徑一般為1.0- 2.0mm。生物流化床兼有完全混合式活性 污泥法接觸所形成的高效率和生物膜法能 夠承受負荷變化沖擊的雙重優(yōu)點，具有良 好的處理效果，因此近年來在處理難降解 有機廢水方面越來越受到人們的重視。 生物流化床技術主要有四種工藝，即 空氣流化床工藝、純氧流化床工藝、三相 流化床工藝和厭氧—兼性流化床工藝，其 中三相流化床反應器是將生物技術、化工 技術和水處理技術有機結合的一種新型生 化處理裝置，如內循環(huán)生物流化床、氣提 升循環(huán)流化床、活性炭厭氧流化床等處理 含酚廢水，均取得了比較好的除酚效果。 蔡建安[4]等在三相氣提升循環(huán)流化床 處理焦化廢水的研究中，使用不加稀釋的 焦化污水原水，以NaH2PO4為外加磷源,通 過控制入流量來改變AILR(內循環(huán)側邊沉 降式三相氣提升流化床反應器)的處理負荷. 當COD 進水負荷由2.75kg/(m3·d)時,出 水酚質量濃度為0.43-1.57mg/L,去除率在 99.5%-99.8%,在高質量濃度酚、氰和COD 沖擊下亦能保持良好的相對穩(wěn)定性，曝氣 量約為活性污泥的1/4-1/3。

楊平等[5]采用生物流化床厭氧－缺氧 －好氧(A-A-O)工藝處理焦化廢水,進行了中試規(guī)模研究，在進水NH3-N 質量濃度 為 470mg/L 條件下，出水質量濃度為10. 33mg/L,去除率>91.5%,進水COD 為775- 2986mg/L 的情況下，出水質量濃度為 120-290mg/L，去除率為66%-93%。

2.3 固定化微生物技術進展

固定化微生物技術，是國際上從20世 紀60 年代后期開始迅速發(fā)展的一項技術， 它是通過化學或物理手段將游離的微生物 固定在載體上使其高度密集，并使其保持 活性反復利用的方法。最初主要用于工業(yè) 微生物發(fā)酵生產，20世紀70年代后期開始 應用于廢水處理。固定化微生物技術目前 國內還沒有統(tǒng)一的分類標準，主要有結合 固定化、交聯固定化、包埋固定化和自身 固定化等幾種方法。

吳立波等[6]以喹啉為唯一碳源馴化高 效菌種，將其一部分附著在陶粒載體上， 比較了固化前后菌種活性的變化，然后在 用活性污泥處理焦化廢水時，以三種投加 高效菌種的方式強化處理焦化廢水：只投 加懸浮高效菌種；投加懸浮高效菌種和空 白陶粒；投加附著有效高效菌種的陶粒。 研究了不同投加方式對保持菌種高效降解 特性的作用, 試驗表明：菌種自固定化后 活性略有下降，但在泥齡短時活性保持較 好，明顯優(yōu)于未固定化高效菌種。

趙興利等[7]在固定化硝化菌去除廢水 中氨氮工藝的研究中，采用聚乙烯醇 (PVA)- 硼酸包埋固定化法，選用PVA 為 包埋載體, 粉末活性炭作為無機載體，包 埋固定A/O生物脫氮系統(tǒng)中的再經馴化過 的硝化污泥，制成固定化硝化菌顆粒，以 流化床作為生物反應器，采用SBR運行方 式對人工配制含氮廢水進行處理試驗，結 果表明：固定化硝化菌壽命長達7 個月以 上，固定化硝化菌的呼吸活性由開始時的 10.3mg/(L·h)，最終達420mg/(L·h) 左右，NH3-N 去除負荷為240mg/(L· h)，當顆粒填充率為4%，進水NH3-N 濃 度為35mg/L 和65mg/L，反應時間分別 為5h 和9h 時，NH3-N去除率皆可達99% 以上，當進水COD 濃度為230mg/L 左 右，NH3-N 濃度為35mg/L 左右，反應 時間為4h，COD去除率在86%左右,NH3- N 去除率維持在90% 左右。

固定化技術的特點是細胞密度高，反 應迅速，微生物流失少，產物分離容易， 反應過程控制較容易，污泥產量少，可去 除氮和高濃度有機物或某些難降解物質。

2.4 催化濕式氧化技術

催化濕式氧化技術是在高溫、高壓狀 態(tài)下，在催化劑作用下，使用空氣將廢水中的氨氮和有機污染物氧化，最終轉化成 無害物質N2 和CO2 排放。該技術的研究 始于20 世紀70 年代。煉焦化工、石油化 工，特別是有毒污染物如：農藥、染料、 橡膠、合成纖維、易燃、易爆及難于生 物降解的高濃度廢水都適合于催化濕式氧 化處理。對高濃度的氨氮和有機焦化廢水 具有很好的處理效果，缺點是催化劑價格 昂貴。

在我國，鞍山焦耐院與中科院大連物 化所合作，曾經成功地研制出雙組分的高 活性催化劑，對高濃度的含氨氮和有機物 的焦化廢水具有極佳的處理效果[1]。濕式 催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、 處理效率高、二次污染低、可回收能量和有 用物料等優(yōu)點。但是，由于其催化劑價格昂 貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運 行，對工藝設備要求嚴格，投資費用高，國 內很少將該法用于廢水處理。

2.5 電化學氧化技術

電化學氧化技術電化學水處理技術的 基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電 化學反應或利用電極表面產生的強氧化性 活性物質使污染物發(fā)生氧化還原轉變。 Chang 等[8]采用PbO2/Ti 作為電極，對電 化學氧化法處理焦化廢水進行了研究，結 果表明：電解2 小時后，廢水中的COD 由2143mg/L降到226mg/L，去除率為89. 5%。廢水中約為760mg/L 的NH3-N也被 同時去除。研究中發(fā)現，電極材料、氧 化物濃度、電流密度和PH值對COD的去 除率和電化學氧化過程中電流的效率有顯 著影響。另外，電解過程產生的氯化物/ 高氯化物，能引起非直接氧化，這種氧化 在去除焦化廢水中污染物的過程中具有重 要的作用。

梁鎮(zhèn)海等[9]采用Ti/SnO2 ＋ Sb2O3 ＋ MnO2/PbO2 處理焦化廢水，使酚的去除率 達到95.8%，其電催化性能比Pb電極優(yōu)良， 比Pb 電極可節(jié)省電能33%。目前的研究表 明，電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、 不產生二次污染，是一種前景比較廣闊的 廢水處理技術。

2．6 Fenton 試劑催化氧化技術

Fenton 試劑是由H2O2 和Fe2+ 混合得 到一種強氧化劑，由于其能產生氧化能力 很強的OH 自由基，在處理難生物降解或 一般化學氧化難以奏效的有機廢水時，具 有反應迅速、溫度和壓力等反應條件緩和 且無二次污染等優(yōu)點。因此，近30 年來 越來越受到國內外環(huán)保工作者的廣泛重 視。劉紅等[10]用Fenton 試劑結合自制聚硅 硫酸鋁對焦化廢水進行了催化氧化—混凝 試驗研究，選擇了最佳工作條件。結果表 明，經氧化—混凝處理后廢水的COD 從 1173mg/L 降至38.2mg/L，去除率達96. 7%。王春敏等[11]對Fenton 預氧化- 混凝 法聯用技術處理焦化廢水進行了研究，探 討了Fenton 氧化階段的H2O2 投加量、混 凝階段的pH 值，以及混凝劑投加量等因 素對焦化廢水COD 去除率的影響，通過 實驗表明,焦化廢水的COD 去除率達97%， 出水COD 為48.4mg/L，符合國家一級排 放標準。但是操作比較復雜，需要調整 pH 值，進行中試還需進一步的研究與探 討。

3 ．結語

綜上所述，焦化廢水處理的研究是一 個涉及面廣、理論性與實踐性都較高的綜 合性研究課題。因此深入研究焦化廢水的 先進處理技術，既是當前經濟建設面臨的 現實問題，也是將來進行技術攻關的重 點，我們應該尋求既高效又經濟的處理技 術，改善環(huán)境質量，實現水資源的循環(huán)利 用。

參考文獻

[1] 尹成龍,單忠健.焦化廢水處理存在的 問題及其解決對策[J].工業(yè)給排水.2000, 26(6):35.

[2] 徐新華.工業(yè)廢水中專項污染物處理手 冊[M].北京: 化學工業(yè)出版社.2000.

[3] 李日強.焦化廢水處理中酚、氰降解 細菌的分離選育[J].重慶環(huán)境科學.2002, 24(3): 23-24.

[4] 蔡建安.三相氣提升循環(huán)流化床處理焦 化廢水[J].水處理技術.1997,23(1):110-114

[5] 楊平,王彬,石炎福等.生物流化床A-AO 工藝處理焦化廢水中試研究[J].化工學 報.2002.53(10):1087-1090

[6] 吳立波,王建龍.自固定化高效菌種強 化處理焦化廢水研究[J].中國給水排水. 1999,15(5): 1-4

[7] 趙興利,蘭淑澄.固定化硝化菌去除廢 水中氨氮工藝的研究[J].環(huán)境科學.1999,1 (20):39-42

[8] CHANG L C, CHANG J E. Electrochem ical oxidation process for the treatment of cokeplant waste water[J]. EnvirSciHealth.1995,30(4): 753-771.

[9] 梁鎮(zhèn)海, 許文林.焦化含酚廢水在Ti/ PbO2 電極上的氧化處理[J].稀有金屬材料 與工程.1996,25(3):37-40.

[10] 劉紅,周志輝,吳克明. Fenton試劑催化 氧化—混凝法處理焦化廢水的實驗研究 [J].環(huán)境科學與技術.2004,27(2): 71.

[11] 王春敏, 李亞峰,周紅星等. Fenton-混 凝法處理 焦化廢水的試驗研究[J].環(huán)境污 染治理技術與設備.2006,7(3): 88-91

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