谢占娟
青海庆华煤化有限责任公司 青海 海西州乌兰县 817100
摘要:焦化厂废水处理与回用工作的落实,有利于减少废水排放量,避免环境污染,同时还能够节省水资源,减少能源消耗。在实施改造与优化过程中,需要应用新型废水处理工艺与设备,提高生化去除率,节省废水处理的成本支出,保证出水水质,缓解工业生产压力,也为今后焦化厂生产提供技术支持。
关键词:焦化废水;深度处理;关键技术;处理方案
引言
我国对焦化废水的处理主要还是以生物化学法为主,深度处理技术为辅。各种物理化学、化学、生物方法均具有其各自特点及优势,但往往有着不可忽视的弊端,所以未来发展在研究改善单一方法的同时,还应重点研究焦化废水的联合处理法,以达到更加经济、有效地处理焦化废水的目的。
1焦化废水的特点概述
1.1 成分复杂,水质波动大
焦化废水来自于不同的化工生产过程, 可能产生于数个不同的生产环节,这使得焦化废水中污染物的成分十分复杂。 根据现有的实验室分析可知, 焦化废水中分析得到的污染物成分已经高达数百种,其中仅有机污染物就达 500 余种,无机物近 200种。 来自不同化工生产过程、环节的焦化废水产生量不同,且在水质上存在较大变化空间, 这使得焦化废水的处理难度始终处于废水处理领域的前列, 废水处理工艺必须根据实际污染物比例成分进行排列,即便如此也较难达到处理标准。
1.2 污染物浓度高,可生化性差
从上一点中可知,焦化废水的污染物成分十分复杂,其中有机污染物占比较高,且包含大量氰化物、喹啉、吡啶等难降解物质,这使得焦化废水本身的可生化性很差,化学类、生物类水处理技术在焦化废水处理中较难得到有效的效果, 且成本支出较大。 从对不同规模、技术水平焦化厂所产生的焦化废水监测结果来看, 生产工艺落后的焦化厂所产生的废水污染物浓度远高于工艺先进的同类工厂, COD 浓度变化范围在 1000~8000mg/L ,变化区间范围过大,处理效果难以达到国家标准。
1.3 有毒有害物质成分高
焦化废水中含有多种有毒有害物质,其中包括氰化物、氯化物、苯系物、重金属、多环芳烃、杂环化合物、氨氮等,这些有毒有害污染物的存在使得焦化废水对自然水体、人体、农作物都有较高的伤害威胁。 焦化废水中的有毒有害物质若进入饮用水领域,会严重威胁人体健康,导致人体细胞突变、器官急性、癌变;在水体中会引起水生植物、 水生动物死亡, 导致自然水体生态链崩溃,严重影响水环境及渔业发展;被焦化废水污染过的水体无法用于农林业灌溉使用,会引发农作物、草木植被的减产、死亡,会严重破坏土壤本身的生态结构和营养比例。 由此可见,焦化废水是一种负面影响不可估量的废水。
2焦化废水深度处理技术现状及对策
废水处理是指以某种方法分离废水中的污染物或者将其分解转化为无害的稳定物质,使污水得到净化。焦化废水处理技术分为常规处理技术和新型处理技术。
2.1 常规处理技术
2.1.1 A/O 及 A 2 /O 工艺
AO 工艺产生于 20 世纪 80 年代,其将厌氧池放置在好氧池前端,废水先进入厌氧池,而后进入好氧池中。其活性污泥会受到恢复时间的影响,影响处理效率。目前,A/O工艺分为内循环和外循环两种方式,内循环为改进工艺,其造价比外循环高。A/O 工艺利用原水中的含碳有机物作为碳源,不需要另外投加碳源,节约药剂投加量,构筑物数量较少。但是,焦化废水的氨氮浓度较高,A/O 工艺处理效果并不理想。A 2 /O 工艺以 A/O 工艺为基础,在厌氧池前添加新的厌氧池,能够将芳香族有机物降解为链式有机物,使长链断裂为短链。该工艺处理效果较好,但是造价较高,回收周期长。
2.1.2 两段生物法
两段生物法产生于 20 世纪 70 年代,该方法也称作AB法,分为A段和B段。A段工艺是在缺氧环境下,将废水中的悬浮物和胶体物质絮凝,实现降解分离。然后,B 段曝气池进行微生物降解。两段生物法处理效率高,建设投资较少,后期维护费用较低。但是,A 段工艺易产生刺激性气味,影响周围环境,B 段不能够有效地脱氮。
2.1.3 SBR 工艺
近年来,我国污水处理行业广泛应用SBR工艺,其是一种产生于 20 世纪 80 年代的生物处理技术。该方法通过反应池周期性运行来进行生物处理,缩减污泥回流流程,运行更为简单。SBR 工艺能够有效地防止污泥膨胀,污泥沉淀性能较好。但是,SBR 工艺在处理焦化废水时不能充分进行硝化反硝化,所以其不适用于处理氨氮浓度较高的焦化废水。有研究可以在SBR 曝气前后加入厌氧工艺,结果表明,在 4 h 的厌氧反应下,微生物能够充分进行反硝化反应,氨氮浓度和有机物浓度得到大幅度的降低。
2.1.4 MBR 工艺
MBR 工艺是一种结合生物处理技术和膜处理技术的废水处理方法,该方法首先通过微滤膜将废水分离,膜分离作用要比传统沉降的效率高得多,提高了污泥含量,生化能力显著增强,进而提高了有机物降解速率。相比传统的生物处理技术,MBR 工艺处理效率更高,运行平稳,建设占地少,具有很强的优势。但是,其使用了膜处理技术,所以投资成本增加,需要通电的地方多,后期维护费用偏高。
2.1.5 延时曝气法
延时曝气法产生于 20 世纪 50 年代,该方法在国外得到广泛利用。延时曝气法延长了好氧段的反应时间,使活行污泥长期处于内源呼吸阶段,能够最大限度地降低废水中有机物的浓度。内源呼吸时间增加,所以其剩余污泥显著减少,污泥产量更为稳定。但是,延时曝气法占地面积较大,曝气时间的增加导致处理成本的增加。
2.2 新型处理技术
2.2.1 深度氧化技术
深度氧化技术利用氧化剂的强氧化性来氧化焦化废水中的有机物,目前常见的氧化方式有光化学氧化和化学氧化。光氧化技术利用紫外线和一些催化剂的共同作用,对焦化废水进行降解。化学氧化技术利用双氧水等氧化剂对废水进行降解,近年来,芬顿氧化法得到广泛的关注和利用,其就是利用铁离子的氧化性,去除效果良好。
2.2.2 生化技术
生化技术是指生物强化技术,其产生于 20 世纪70 年代,并在 80 年代得到广泛利用。该方法利用微生物对废水中有机物的降解作用进行处理。对于已建成的焦化废水处理系统来说,可以通过降低污泥负荷来提高污染物去除效果。工程实践常通过提升回流比来提高污泥浓度,但是曝气池容积要求变高,这样就与原工艺设计冲突,通常很难实现;也可以改善曝气池内微生物的活性来提高污泥浓度,或者投加生物铁或者微生物所需的生长素,增强常规生化处理效果,后者较易实现。不同水质的废水可采用不同的微生物,可培育特异性微生物进行处理。生物强化技术能够显著提升微生物的活性,对废水中有机物的去除效率能够达到 50%。生物强化技术能够降低污泥负荷,提升废水处理效果。在实际应用中,人们可以通过投加活性炭等吸附质来提升处理效果,该技术具有广泛的应用前景。
结束语
就目前而言,我国新建的焦化项目按照国家对焦化产业的要求,逐步采用干熄焦后,焦化废水深度处理成为行业发展的重点.为保护自然生态环境,确保焦化产业的可持续发展,有必要对当下常用的焦化废水深度处理工艺进行论述,总结在工程实践应用中存在的问题,进而促进焦化废水深度处理技术的发展。
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