焦炭廢水是在煤制焦炭、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水,其成分復雜多變,除氨氮、氰及硫氰根等無(wú)機污染物外,還含有酚類(lèi)、萘、吡啶、喹啉等雜環(huán)及多環(huán)芳香族化合物(PAHs) 。由于氰化物、多環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物很難生物降解,加之高濃度氨氮對微生物活性具有很強的抑制作用,導致廢水的可生化性較差,焦炭廢水一直是公認的最難處理的工業(yè)廢水之一。
隨著(zhù)我國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展,焦炭產(chǎn)能的不斷擴大,產(chǎn)生的焦炭廢水數量也在不斷增加,其達標排放問(wèn)題越來(lái)越受到環(huán)保部門(mén)及企業(yè)的高度重視。同時(shí)“十二五”規定,單位工業(yè)增加值用水量需要降低30%,水資源已經(jīng)成為阻礙很多企業(yè)可持續發(fā)展的瓶頸,因此開(kāi)發(fā)出經(jīng)濟合理、新型高效的焦炭廢水處理工藝仍舊是工業(yè)廢水研究領(lǐng)域的重大課題。
1、焦炭廢水的來(lái)源和水質(zhì)特點(diǎn)及危害
1.1、焦炭廢水的來(lái)源
焦炭廢水是在煤高溫裂解得到焦炭和煤氣的生產(chǎn)過(guò)程中回收焦油、苯等副產(chǎn)品而產(chǎn)生的,其主要來(lái)源有:
(1)煤高溫干餾和荒煤氣冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的剩余氨水;
(2)煤氣凈化過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣終冷水及粗苯分離水;
(3)粗焦油加工、苯精制、精酚生產(chǎn)及古馬隆生產(chǎn)等過(guò)程產(chǎn)生的污水;
(4)接觸煤、焦粉塵等物質(zhì)的廢水。這幾種廢水中,一般剩余氨水占廢水總量的50%~70%,是焦炭廢水處理的重點(diǎn)。
1.2、焦炭廢水的危害
(1)成分復雜:焦炭廢水組成復雜,其中所含的污染物可分為無(wú)機污染物和有機污染物兩大類(lèi)。無(wú)機污染物一般以銨鹽的形式存在,有機物除酚類(lèi)化合物以外,還包括脂肪族化合物、雜環(huán)類(lèi)化合物和多環(huán)芳烴等。其中以酚類(lèi)化合物為主,占總有機物的85%左右,主要成分有苯酚、鄰甲酚、對甲酚、鄰對甲酚、二甲酚、鄰苯二甲苯及其同系物等;雜環(huán)類(lèi)化合物包括二氮雜苯、氮雜聯(lián)苯、吡啶等;多環(huán)類(lèi)化合物包括萘、蒽、菲等。
(2)含有大量的難降解物,可生化性較差:焦炭廢水中有機物(以COD計)含量高,且由于廢水中所含有機物多為芳香族化合物和稠環(huán)化合物及吲哚、吡啶等雜環(huán)化合物,其BOD5/COD值低,一般為0.3~0.4,有機物穩定,微生物難以利用,廢水的可生化性差。
(3)廢水毒性大:其中氰化物、芳環(huán)、稠環(huán)、雜環(huán)化合物都對微生物有毒害作用,有些甚至在廢水中的濃度已超過(guò)微生物可耐受的極限。
(4)含有危害水生生物和人體的劇毒及致癌物質(zhì):主要污染物質(zhì)為環(huán)鏈有機化合物、疊氮化合物以及氨氮等。這些物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境以及人體的健康都會(huì )造成一定的危害,如果人直接飲用了含一定濃度這類(lèi)物質(zhì)的水或長(cháng)時(shí)間吸入含該類(lèi)物質(zhì)的空氣,將會(huì )危害身體健康,嚴重者可以致癌;特別是有些物質(zhì)可在動(dòng)物或植物體內富集,使其濃度濃縮許多倍,最終通過(guò)食物鏈侵害到人類(lèi);焦炭廢水中的含碳類(lèi)化合物多數都是耗氧類(lèi)物質(zhì),它們進(jìn)入水體后要消耗水體中的溶解氧,嚴重時(shí)可以導致水體的腐化;而焦炭廢水中的含氮類(lèi)物質(zhì),能導致水體的富營(yíng)養化,可以導致藻類(lèi)的大量孽生和繁殖;氨氮在水體中還能轉化成硝態(tài)氮,嬰幼兒飲用了含有一定濃度硝態(tài)氮的水,可導致白血病。因此,焦炭廢水對自然生態(tài)的破壞及其嚴重,對人類(lèi)的威脅巨大。
2、焦炭廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展
目前,國內大部分的焦化廠(chǎng)普遍采用普通活性污泥法處理經(jīng)蒸氨、脫酚預處理的焦炭廢水,處理后水中的酚、氰、油等有害物質(zhì)大為降低,但對COD和NH3-N的去除率并不高,難降解物質(zhì)的存在使出水水質(zhì)不能達到國家排放標準。因此,還需要進(jìn)行深度處理即三級處理。然而,深度處理費用昂貴,成本壓力大,多數焦化廠(chǎng)僅采用生化處理,未經(jīng)三級處理,造成未達標排放,嚴重污染了水環(huán)境,給人類(lèi)健康帶來(lái)了嚴重危害。因此,尋求和研究新的處理工藝是提高焦炭廢水處理效果的關(guān)鍵所在。
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