1、文獻(xiàn)綜述水是地球的重要組成部分,也是生物機(jī)體不可缺少的組分，人類的生存和發(fā)展離不開(kāi)水資源。地球上約有97.3%的水是海水，它覆蓋了地球表面的70%以上，但由于海水是含有大量礦物鹽類的“咸水”，不宜被人類直接使用。這樣，人類生命和生產(chǎn)活動(dòng)能直接利用且易于取得的淡水資源就十分有限，不足總水量的3%，且其中約3/4 以冰川、冰帽等固態(tài)的形式存在于南北極地,人類很難使用。與人類關(guān)系最密切、又較易開(kāi)發(fā)利用的淡水儲(chǔ)量約為4000000立方千米，僅占地球上總水量的 0.3%。因此，解決水污染、合理地利用水資源是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。焦化污水是一種高含氮、毒性強(qiáng)的有機(jī)工業(yè)污水之一。如果直接排入水體

2、其污染程度大,毒害性強(qiáng)。因此，對(duì)焦化廠污水的處理無(wú)論在環(huán)境還是資源方面顯得尤為重要。所以目前很多的專家在這方面做了很多的研究。焦化污水來(lái)源與組成。焦化廠是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，焦炭是鋼鐵冶煉的重要原材料，煉焦回收的化工產(chǎn)品供給許多行業(yè)的生產(chǎn)。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，焦化行業(yè)已發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)焦化產(chǎn)品的廠家達(dá)數(shù)百家。焦化廠生產(chǎn)的主要任務(wù)是進(jìn)行煤的高溫干餾煉焦，以及回收處理在煉焦過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程為選煤、煉焦及化工三部分。焦化污水則產(chǎn)生于煉焦制氣過(guò)程及化工產(chǎn)品回收過(guò)程，水質(zhì)復(fù)雜，產(chǎn)生量較大。其主要來(lái)源有：(1)剩余氨水。由煉焦的水分及煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的化合物

3、組成。通常情況下,其數(shù)量占全部污水的一半以上是氨氮污染物的主要來(lái)源；(2)化工產(chǎn)品工藝排水，包括化工產(chǎn)品回剩余氨水。由煉焦的水分及煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的化合物組成。通常情況下，其數(shù)量占全部污水的一半以上是氨氮污染物的主要來(lái)收和精制過(guò)程中各有關(guān)工段的分離水及各種貯槽定期排水和事故排水；(3)粗苯終冷水及煤氣脫硫和煤氣終冷循環(huán)的排污水。其中含有一定數(shù)量的酚、氰、苯、硫化物及吡啶堿等。(4)焦油車間污水：焦油車間根據(jù)有機(jī)物的沸點(diǎn)不同，用蒸餾法初步分離各種產(chǎn)品，再經(jīng)酸堿洗滌分離出粗苯、吡啶等產(chǎn)品。污水主要是間斷地排出高濃度含油、含酸的污水。這部分污水一般經(jīng)溶劑脫酚通過(guò)蒸氨塔后才能進(jìn)入生物處理裝置；(5)古馬

4、隆污水：從酚、油、重苯中提取古馬隆,要經(jīng)過(guò)蒸餾、堿洗、酸洗、中和及水洗，排除含酚、吡啶、油等污染物的污水。焦化污水因受原煤性質(zhì)、焦化產(chǎn)品回收工序及方法等多種因素的影響，含有多種污染物。 焦化污水的特點(diǎn)及危害水質(zhì)特點(diǎn)：(1)成分復(fù)雜，焦化污水組成十分復(fù)雜，濃度高、毒性大。核磁共振色譜分析顯示焦化污水中含有數(shù)十種無(wú)機(jī)和上百種有機(jī)化合物。無(wú)機(jī)污染物主要是大量的氨鹽、硫氰化物、硫化物及氰化物等。有機(jī)污染物除酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、雜環(huán)類化合物和多環(huán)芳香族化合物等。其中酚類化合物為主，占總有機(jī)污染物的80左右，主要成分有苯酚、鄰甲酚、對(duì)甲酚、鄰對(duì)甲酚、二甲酚、鄰苯二甲酚及其同系物等；雜環(huán)類化

5、合物包括二氮雜苯、氮雜聯(lián)苯、氮雜苊、氮雜蒽、吡啶、喹啉、咔唑及吲哚等;多環(huán)類化合物包括萘、蒽、菲及-苯并芘等。(2)水質(zhì)變化幅度大，焦化污水中氨氮變化系數(shù)可達(dá)2.7，COD變化系數(shù)可達(dá) 2.3，酚和氰化物濃度變化系數(shù)達(dá)3.3和3.4。(3)含有大量的難降解物，可生化性較差,焦化污水中有機(jī)物(以COD計(jì))含量高，且由于污水中所含有機(jī)物多為芳香族化合物和稠環(huán)化合物及吲哚、吡啶、喹啉等雜環(huán)化合物，其BOD5/COD值低，一般為0.30.4，有機(jī)物穩(wěn)定，微生物難以利用，污水的可生化性差。(4)污水毒性大，其中含有的氰化物、芳烴、稠環(huán)及雜環(huán)化合物都是有毒物質(zhì),有的甚至是致癌物質(zhì),毒性極強(qiáng)。2、危害(1)

6、對(duì)人的危害,焦化污水中含有的酚類化合物是原型質(zhì)毒物，可以通過(guò)皮膚、黏膜的接觸和經(jīng)口服 而侵入人體體內(nèi)。高濃度的酚可以引起劇烈腹痛、嘔吐和腹瀉、血便等癥狀,重者甚至死亡。低濃度的酚可引起積累性中毒，有頭痛、頭暈等不良反應(yīng)。污水中的氰化物毒性很大。當(dāng)pH值在8.5以下時(shí)，氰化物的安全濃度為5mg/L，人食用的平均致死量氰氫酸為3060mg/L，氰化鈉為0.1g，氰化鉀為0.12g。另外污水中含有大量的氨氮，可能轉(zhuǎn)化為NO2或NO3。人體若飲用了NH4-N 10mg/L或 NO3-N50mg/L的水，可使人體內(nèi)正常的血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去輸氧能力，出現(xiàn)缺氧癥狀。若亞硝酸鹽長(zhǎng)時(shí)間作用于人體，

7、可引起細(xì)胞癌變。(2)對(duì)水體和水生生物的危害大量的有機(jī)污染物進(jìn)入水體，會(huì)消耗水體當(dāng)中大量的溶解氧，水體發(fā)臭,水質(zhì)惡化。同時(shí)由于有毒物質(zhì)的進(jìn)入使得水中水生生物的生存受到影響，魚(yú)類和貝類等的大量減產(chǎn)與死亡,并能通過(guò)食物鏈傳遞給人類造成食物中毒等。此外，含氮化合物還能導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化，尤其對(duì)湖泊等封閉水域的危害更大。(3)對(duì)農(nóng)業(yè)的危害，采用未經(jīng)處理的焦化污水直接灌溉農(nóng)田，將使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯死，特別是在播種期和幼苗發(fā)育期，幼苗因抵抗力弱，含酚的污水使其腐爛；焦化污水中的油類物質(zhì)能堵塞土壤孔隙，含鹽量高而使土壤鹽堿化；農(nóng)業(yè)灌溉用水中TN含量如超過(guò)1mg/L，作物吸收過(guò)剩的氮能產(chǎn)生貪青倒伏現(xiàn)象。由于焦化

8、廢水含有大量有毒的無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物，成分復(fù)雜、危害性大，具有高COD值、高酚值、高氨氮量的特點(diǎn),焦化廢水的處理已引起人們的廣泛關(guān)注。污水處理一般經(jīng)過(guò)預(yù)處理、初級(jí)處理和二級(jí)處理、深度處理四個(gè)步驟，處理的任務(wù)是采用各種方法和技術(shù)措施,將污水中所含有的各種形態(tài)的污染物分離出來(lái)或?qū)⑵浞纸狻⑥D(zhuǎn)化為無(wú)害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使污水得到凈化。目前國(guó)內(nèi)80的焦化廠普遍采用的是以傳統(tǒng)生物脫氮處理為核心的工藝流程，分為預(yù)處理、生化處理以及深度處理。預(yù)處理主要采用物理化學(xué)方法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等;生化處理工藝主要為 A/O、A2/O 等工藝；A深度處理主要工藝有活性炭吸附法、活性炭-生物膜法及氧化塘法。在歐洲焦化污水

9、處理普遍的工藝為先去除懸浮物和油類污染物質(zhì)，然后利用蒸氨法去除氨氮,再采用生物氧化法去除酚硫氰化物和硫代硫酸鹽。在某些情況下還對(duì)污水做排放前的最后深度處理。在美國(guó)煉焦廠的污水處理工藝為：脫焦油蒸氨工藝活性污泥法及污泥脫水系統(tǒng)。綜合看起來(lái),目前的處理技術(shù),按其作用原理和去除的對(duì)象可分為物理化學(xué)法、化學(xué)法、生物法等。物化法主要有吸附法、化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、Fenton試劑法、A/O、A2/O及其他組合工藝，SBR工藝、吸附法等?；瘜W(xué)法主要有催化濕式氧化法，電化學(xué)氧化法，光催化氧化法等。生物法主要有普通活性污泥法、序批式活性污泥法(SBR)、生物膜法等。目前達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，但還存在的以下問(wèn)題：

10、1.凈化工藝中產(chǎn)生的焦化廢水水量大，清污分流不好，污水處理裝置負(fù)荷過(guò)重，造成水處理效果差，甚至有些污水未經(jīng)處理直接排放；2.治理后的廢水COD不能達(dá)標(biāo)；3.處理后的廢水中NH3一N不能達(dá)標(biāo)。脫氮投資高,占地面積較大、運(yùn)行費(fèi)用也較高。因此專家在不斷的研究，在A/O法的基礎(chǔ)上出現(xiàn)A/O2法,A2/O2法等；并且對(duì)這些方法運(yùn)用的設(shè)計(jì)要求作出了總結(jié)。為了降低成本，采用了粉煤灰- 生石灰組合工藝除氨氮；采用豆瓣菜、對(duì)枝輪藻、脆弱剛毛藻、范草、紅寥、蘆葦?shù)攘N水生植物對(duì)焦化廢水的凈化和修復(fù)；不斷尋求新的技術(shù)和材料,比如催化氧化偶合絮凝技術(shù)、超臨界水氧化法(SCWO)、新型生物填料；其中氣相色譜技術(shù)也用于檢

11、測(cè)焦化廢水處理的程度；此外還將焦化廢水制成水煤漿,實(shí)現(xiàn)了能源綜合利用的原則。焦化工業(yè)的發(fā)展過(guò)程大體經(jīng)歷三個(gè)階段：第一個(gè)階段是資源產(chǎn)品污染排放的單向線性開(kāi)，放式經(jīng)濟(jì)過(guò)程，該階段基本上對(duì)環(huán)境問(wèn)題沒(méi)有重視；第二階段是過(guò)程末端治理階段，該階段開(kāi)始注意環(huán)境問(wèn)題，主要在在生產(chǎn)過(guò)程的末端治理污染；第三個(gè)階段是資源產(chǎn)品再生資源的閉環(huán)反饋式循環(huán)過(guò)程，倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式我國(guó)焦化工業(yè)的發(fā)展正處于由第二個(gè)發(fā)展階段末向第三個(gè)階段過(guò)度的階段，焦化廢水處理需要通過(guò)改進(jìn)焦化廢水工藝流程焦化生產(chǎn)工藝來(lái)完善，特別在熄焦方面利用干法熄焦來(lái)減少污水產(chǎn)生，節(jié)約水資源?？傊够瘡U水綜合處理是我們研究的重點(diǎn)?；诳紤]可行性、經(jīng)濟(jì)性等原則，采用A2/O法。A2/O是厭氧缺氧好氧生物 脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，其工藝的特點(diǎn)：(1)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能；(2)在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。(3)在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。A2/O工藝將反硝化段設(shè)置在系統(tǒng)