摘 要

近年来，国内焦化行业的快速发展，焦化废水的循环可持续利用变得尤为重要。焦化废水主要来源于焦炭在炼焦、煤气在高温干馏、净化的过程中，是一种高CODcr、高酚值、高氨氮而且很难处理的一种工业有机废水。

为了可持续发展的环境质量和人类赖以生存的水资源再次利用，我决定对某产生焦化废水的煤焦公司进行焦化废水处理工艺设计，废水量为15500m³∕d,废水中主要含有COD、BOD、SS、挥发酚、氰化物等。本文按照一级处理（焦化废水预处理）、二级处理（焦化废水深度处理）。对焦化废水所含物质进行处理。

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1. 前 言

1.1 焦化废水的来源

焦化厂用来生产焦炭的原料就是煤炭，而生产过程不不仅产出焦炭，同时也会有化工产品和煤气等副产品，焦化厂生产的焦炭钢材冶炼的重要原材料，副产品化工产品和煤气也提供给越来越多的行业使用。随着社会经济的不断发展，焦化行业也在社会经济效应中发挥越来越大。而且其所含成分及其复杂^[1]。焦化生产工艺与污水的来源如图1所示。

            

 

1.2焦化废水的水质水量特征

焦化废水的成分非常复杂，其中含有很多难以降解的有毒物质。这些有毒物质被分为无机化合物和有机化合物，无机化合物主要以氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物为主；有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香(族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等。且含有的有机物如酚、氰、氟离子和氨氮等有毒有害物质^[3] 。

1.3 焦化废水处理的办法

1.3.1物化法

（1）吸附法

吸附法处理污水的原理为了使废水能够得到净化，使用多孔性吸附剂在吸附废水的一种或多种溶质，而在处理废水时经常见到的吸附剂有活性炭、矿渣等，一般使用这种方法操作简单，工艺流程短，没有太多繁琐的工艺。但是吸附法最大的缺点就是利用吸附剂的吸附不是特别好，而且用量也比较大，容易造成很严重的浪费，吸附后产生的废渣不易排出。

（2）化学沉淀法

化学沉淀法与混凝和絮凝法有点相似，它在处理废水时主要是将要去除的离子变为难溶、难解离的化合物而这种方法主要针对的是重金属离子、两性元素、碱土金属及某些非金属元素。但是在使用这种方法时容易引人新的污染物，而且化学沉淀所加的沉淀剂对于很多污染物是起不到去除效果的。

（3）蒸氨法

焦化废水的主要成为有氮氨化合物，而蒸氨法的作用就是利用蒸汽加热的原理来加热焦化废水，使废水中所含的氨氮挥发后收集，从而大大降低水中氨的浓度。但是这种办法的耗能非常大，而且蒸氨后废水中氨含量依旧很高，无法满足排放标准。

1.3.2生化法

（1）间歇式活性污泥法^[5]

间歇式活性污泥法又称序批式活性污泥法，简称SBR法。这种工艺是结合生物降解和脱氮除磷在一体的新技术，这个技术近年来在国内外引起了广泛的重视，他的结构形式简单，运行方式灵活多变，SBR反应池的生化反应能力强，处理效果好，但它也有缺点就是传统的SBR法对焦化废水降解效率不够高。

（2）厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺

厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺即为A-A-O工艺，有时也称A²/O工艺，A²/O工艺主要是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件下和不同种类微生物菌群的有机配合，达到去除废水中的有机物，脱氮去鳞的目的，实验表明A²/O工艺在NH₃-N的去除和反硝化方面特别强。

1.3.3多种组合法

CAOT组合工艺[6]属于高级氧化范畴，采用自由基OH-功能团，具有极高的氧化电位，对设定的污染物进行攻击性的破坏，经过CAOT组合净化工艺处理过的废水可以去除臭味，从根本上改变水体的可生化特性，有利于常规性工艺发挥作用，使得污水处理装置的处理效能得到提高，运行更加稳定， 是一种可以进行深度研发的技术。国内焦化厂的废水处理系统80%采用的是用传统的生物脱氮处理为可信的工艺流程，分别为一级处理（预处理）和二级处理（生化处理），由于造价和可适用性的原因采用三级处理（深度处理）的还很少[7]。而欧洲的焦化废水处理工艺普遍采用以预处理去除油与焦油，气提法除氨，生物法去除酚、氰化物、硫氰化物、硫化物，并进行深度处理后排放[8]。

2. 焦化废水工艺设计

2.1 设计基础资料

2.1.1 进水水质

根据焦化废水厂提供资料，确定本次工程的设计水量为15500m³/d,，废水组分基本含量具体如下表1所示：

表1某焦化厂废水组分基本含量

COD_Cr BOD₅ SS 氮氨 氰化物 挥发酚 300mg/L 180mg/L 240mg/L 40mg/L 100mg/L 80mg/L

2.1.2出水水质

焦化废水出水水质标准如表2所示。

表2焦化厂废水出水水质标准

COD_Cr BOD₅ SS 氮氨 氰化物 挥发酚 100mg/L 30mg/L 40mg/L 15mg/L 0.5mg/L 0.5mg/L

2.2 处理工艺的设计

2.2.1工艺流程的设计

焦化废水厂在处理焦化废水时一般使用会使用间歇式活性污泥法工艺和A-A-O生物工艺法，由于SBR属于间歇周期运行，所以对自控的要求比较高；同时这种工艺属于变相水位运行，在电耗方面特别高；最主要的是这种工艺的主体设备只有一个序批式间歇反应器，没有二沉池。污泥回流系统等，这样对于污泥的排放就会增加男绿，长时间会导致污泥蓄积损害设备；而A-A-O工艺法，A²/O工艺主要是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件下和不同种类微生物菌群的有机配合，而且根据实验表明工艺在NH₃-N的去除和反硝化方面特别强。而本次废水的氮含量比较高，所以采用A-A-OA工艺法进行本次焦化废水处理的设计。根据污水处理工程设计计算、焦化废水所含物质的设计和当地地形的考察，设计出以下焦化废水处理工艺，使其可以达到国家排放一级标准。