焦化废水处理工艺技术

一、焦化废水

是炼焦、煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中，产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，是一种高CODcr、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。

其主要来源有三个：

一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；

二是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；

三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。

焦化废水是含有大量难降解有机污染物的工业废水，其成分复杂，含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物质，超标排放的焦化废水对环境造成严重的污染。

焦化废水具有水质水量变化大、成分复杂，有机物特别是难降解有机物含量高、氨氮浓度高等特点。

一般焦化厂的蒸氨废水水质如下：CODcr3000-3800mg/L（或更高）、酚600-900mg/L、氰10mg/L、油50-70mg/L、氨氮300mg/L左右。如果CODcr按3500mg/L计，氨氮按280mg/L计，则每吨焦炭最少可产生0.65kgCODcr和0.05kg氨氮，全国机焦产量为7000万吨，则每年可产生45500吨CODcr和3500吨氨氮。

 

二、焦化废水中有机物：

苯类、酚类化合物：这些物质来源于煤炭中的芳香族化合物，常见的有苯、甲苯、二甲苯、酚等。

醛类、酮类：如甲醛、乙醛等。

酚类化合物：酚、二氯酚等，酚类化合物对水生生物具有极大的毒性。

焦油及其衍生物：焦化过程中产生的焦油含有多环芳烃（PAHs）、有机硫、氮化物等。

三、焦化废水中无机物：

氨氮：焦化过程产生的氨气溶解在废水中，形成氨氮。

氰化物：一些焦化过程中使用的化学试剂和煤中的天然氰化物会进入废水。

硫化物：煤中的硫化物在高温下会转化为硫化氢，进入废水中。

金属离子：如铁、铝、钠、钾等金属离子，尤其是在废水与管道、设备接触过程中，会从金属设备中溶解到水中。

悬浮物：焦化过程中排放的固体颗粒，如煤灰、煤渣等。

四、焦化废水中其他有害物质：

挥发性有机物（VOCs）：如醇类、酯类等。

酸碱物质：焦化废水通常酸性较强，尤其是在某些操作过程中，废水pH值较低

厂家经验数值，一般生化系统各类物质限值：

1.挥发酚不高于300mg/L

2.氰化物不高于40mg/L

3.硫化物不高于30mg/L

4.挥发氨不高于30mg/L

5.苯不高于50mg/L（厂家数据仅供参考）

 

 

五、焦化废水处理工艺技术

1. 预处理阶段（物理预处理）

预处理阶段的主要目的是去除废水中的大颗粒悬浮物、油脂等物质，为后续处理提供条件，减轻后续工艺负担。

格栅筛网：用于去除废水中的大颗粒杂物、树枝、塑料等固体物质。

沉砂池：利用沉降原理去除废水中的砂砾、煤粉等重质颗粒物。

油水分离：对于含油废水，可采用油水分离池或气浮法去除废水中的油脂、焦油等浮油。

2. 化学处理阶段

化学处理阶段主要通过添加化学药剂来去除废水中的有毒物质、悬浮物和溶解性污染物。

pH调节：由于焦化废水常呈酸性或碱性，需要通过加酸或加碱调节废水的pH值，以便后续处理或预防设备腐蚀。

化学沉淀法：通过加入药剂（如石灰、氢氧化钙、氯化铁等），使废水中的氨氮、重金属离子（如铅、镉、铜）和一些溶解性物质（如磷、氰化物等）形成沉淀，便于去除。

氰化物氧化法：对于焦化废水中存在的氰化物，可以使用氧化剂（如氯、过氧化氢）将其转化为无毒物质，消除对环境的危害。

吸附法：通过活性炭或其他吸附剂去除废水中的苯类、酚类、有机物等。

3. 生物处理阶段

生物处理阶段主要是利用微生物的代谢作用降解废水中的有机污染物。常用的生物处理方法包括：

好氧生物处理：常采用活性污泥法、曝气池等，在充氧环境下通过好氧微生物的代谢降解有机物。适合去除废水中的可生化有机污染物，如酚类、苯类化合物等。

厌氧生物处理：适用于处理有机负荷较高的废水，厌氧微生物通过厌氧代谢将有机污染物转化为甲烷等气体。常用于焦化废水中有机物浓度较高的部分。

生物接触氧化法：废水通过填充有微生物的载体，废水在流经生物膜的过程中被微生物降解。此方法适用于处理有机物浓度适中的废水。

4.膜分离阶段（可选）

膜分离技术可以有效去除废水中的溶解性物质和细小的悬浮物。常见的膜技术包括：

反渗透（RO）：通过半透膜对废水进行高效分离，去除其中的溶解性污染物，如盐分、重金属、有机物等。适合去除焦化废水中低浓度的污染物。

超滤（UF）和纳滤（NF）：主要用于去除废水中的悬浮物、胶体物质及部分溶解性污染物，具有较高的截留能力。

5. 污泥处理阶段

在化学和生物处理过程中，污泥的产生是不可避免的。焦化废水的污泥通常含有大量的有毒有害物质，因此必须进行适当处理。

污泥浓缩：通过重力沉降或机械浓缩设备（如带式压滤机、离心机等）对污泥进行浓缩。

污泥脱水：通过脱水设备（如带式压滤机、离心机等）将污泥中的水分去除，减少污泥体积。

污泥稳定化：对于有毒有害的污泥，需要进行稳定化处理，可以通过厌氧消化、堆肥、热处理等方法，使污泥变得更加稳定，减少对环境的影响。

6.深度处理阶段（可选）

在部分情况下，焦化废水的处理可能需要进一步的深度处理，以满足排放标准或回用需求。

高级氧化技术（AOPs）：包括臭氧氧化、紫外线/过氧化氢等方法，通过强氧化剂和/或紫外线分解难降解有机物，通常用于去除生物处理后仍残留的有机污染物。

催化还原法：利用催化剂将废水中的某些污染物（如氨氮、硫化物等）还原为无害物质。

六、 排放或回用

经过处理后的废水可通过以下方式进行处置：

排放：经过物理、化学和生物处理后，符合排放标准的废水可以排放到外部水体（如河流、湖泊等）。需要满足当地环保部门的排放要求。

回用：如果废水符合回用标准，可以用于焦化厂的循环冷却水或其他工业用途。

案例1：江苏工业焦化废水处理

?  工艺流程：预处理+A2/O+TNC系统组合工艺。焦化废水先经过隔油池沉淀、气浮池物化处理、调节池调节水量和水质，再泵送至生化系统，依次经过厌氧池、缺氧池及好氧池，通过生物作用降低COD、NH3-N，最后经TNC系统酸化电解、催化氧化、碱化沉淀等一系列处理后出水。

?  处理效果：实现了焦化废水的提标改造，出水水质满足相关标准要求，最终送至钢铁厂高炉冲渣使用。

TNC系统：酸化电解、催化氧化、碱化沉淀、一系列处理后出水送钢铁厂高炉冲渣。

案例2：安徽焦化废水处理

?  工艺流程：蒸氨+生化处理+臭氧催化氧化。蒸氨废水和其他废水首先进行蒸氨处理，去除部分氨氮，然后进入生化处理系统，最后经过臭氧催化氧化深度处理。

?  处理效果，工程运行后，出水COD<50mg/L，色度、酚类、石油类、氨氮、总氰化物及苯并芘等污染物浓度指标均能满足国家一级排放标准（GB16171-2012）。

案例3：山东省某焦化厂污水处理

?  工艺流程：预处理+两级A/O+磁混凝沉淀+多相催化臭氧氧化。废水先经过预处理去除部分污染物，然后进入两级A/O生化处理系统，接着通过磁混凝沉淀去除悬浮物和部分有机物，最后经多相催化臭氧氧化深度处理。

?  处理效果：实际运行结果显示，废水COD、氨氮和总氮的去除率分别为98.4%、98.6%和88.5%，出水的COD≤80mg/L，氨氮≤10mg/L，总氮≤20mg/L，达到或优于《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171—2012）的新建企业直接排放标准。

案例4：内蒙古某焦化厂废水处理

?  工艺流程：磁混凝+臭氧催化氧化+UF+RO。废水先经过磁混凝处理去除悬浮物和部分COD，然后进入臭氧催化氧化反应器进一步氧化降解难降解有机物，接着通过UF和RO深度处理，得到可以回用于生产用水的脱盐水。

?  处理效果：处理后出水COD的质量浓度均小于10mg/L，电导率平均值为102μS/cm左右，浊度在0.3NTU以下，各项指标均稳定达到并且优于GB 50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》中再生水水质指标的要求。

焦化废水的处理流程通常包括预处理、化学处理、生物处理、膜分离、污泥处理和深度处理等几个阶段。具体流程会根据废水的水质特点、处理要求以及设施的设计来确定，通常需要多种技术的组合，以确保能够有效去除焦化废水中的有毒有害物质，并达到环保排放标准或回用标准。