焦化廢水(液)處理技術(shù)研究

焦化廢水(液)處理技術(shù)研究

????隨著我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，與之相配套的煉焦規(guī)模不斷擴大，由此產(chǎn)生的焦化廢水排放量成倍增加，污染強度日趨加劇。同時，由于焦化廢水組成復(fù)雜，含有大量難降解組分，處理難度大，處理成本高，若能對其低成本、高效率處理并回用，必將大大減少我國廢水及其污染物的排放量，有效改善環(huán)境。另外精苯廢酸的治理是一個行業(yè)性難題，到目前為止，國內(nèi)外還未見有效的處理技術(shù)報道，若能對其治理并回收利用，不但可以減少環(huán)境污染，而且還會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益，同時對提升企業(yè)形象，提高企業(yè)競爭力將會產(chǎn)生積極的影響。

????本文以焦化行業(yè)工藝廢水(液)為研究對向，以某公司為例，較全面的分析了焦化工藝廢水的來源和廢水水質(zhì)，綜述了該行業(yè)廢水的治理現(xiàn)狀，提出了目前焦化廢水(液)治理過程中存在的問題。針對這些的問題，本研究采用當(dāng)前環(huán)境污染治理技術(shù)中的前沿和研究熱點技術(shù)一電Fenton技術(shù)和微波一催化氧化技術(shù)對廢水中難降解組分和 COD進行了降解實驗，探討了這些技術(shù)的應(yīng)用可行性、降解的影響因素、反應(yīng)動力學(xué)以及某些有機物的去除機理和工程化的應(yīng)用等;采用傳統(tǒng)的化工分離技術(shù)一“鹽析一萃取”工藝，在實驗室成功解決了粗苯精制工藝廢酸綜合治理并回用的行業(yè)性難題。主要研究結(jié)果如下:

????(1)通過對某公司工藝分析，全面調(diào)查了焦化工藝廢水的來源，分析了各股廢水的污染物組成，并結(jié)合同行業(yè)其它焦化廠的廢水污染治理情況，提出了焦化行業(yè)目前廢水(液)治理過程中存在的主要問題:精苯廢酸綜合治理難;焦化廢水生化處理系統(tǒng)的外排水COD指標(biāo)達(dá)標(biāo)難;苯及焦油精制工藝廢水對生化系統(tǒng)沖擊嚴(yán)重。

????(2)采用GC/MS對焦化主要工藝廢水的主要有機污染物進行了檢測，剖析了目前焦化廢水生化處理系統(tǒng)外排水主要的有機物組成及其各組分提供的COD在總有機物提供的COD中所占的比例。根據(jù)剖析結(jié)果，提出了導(dǎo)致目前焦化廢水生化處理系統(tǒng)外排水COD超標(biāo)的主要原因是由于來自脫苯和焦油精制兩工藝過程的廢水中，氮雜環(huán)類和多環(huán)芳烴類等難降解有機污染濃度高，降解率低，在生化外排水中，這兩類有機物提供的COD占外排廢水中有機物提供的總COD量的72.64% 。

????(3)電Fenton和陽極氧化對焦化廢水中三種典型的含氮雜環(huán)類有機物:吲哚、吡咤和喹琳均有一定去除效果。在對叫睬的降解中，電Fenton體系對叫睬溶液的處理效果明顯好于陽極氧化體系，在3小時處理時間內(nèi)，電Fenton體系對叫睬的去除率比陽極氧化體系高20%左右，且兩體系對叫睬的去除率與時間基本成線性關(guān)系;在對喳琳和毗咤的降解中，電Fenton和陽極氧化的降解效果基本相同。三種氮雜環(huán)有機物中，毗咤降解難度大。

????(4)陽極氧化和電Fenton對叫睬的TOC有一定程度的降解。在陽極氧化體系的作用下，吲哚溶液的TOC隨時間推移趨于定值，在約16%。而電Fenton體系對叫睬TOC的去除率與時間基本成線性關(guān)系;兩體系對喳琳和毗咤的TOC的降解效果較差。

????(5)電Fenton、陽極氧化和三維電極對焦化廢水中COD均有一定去除效果，其中三維電極體系去除效果較好，水樣終COD接近國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。電Fenton,陽極氧化和三維電極對廢水中的NHS-N基本無去除效果。

????(6)采用載銅活性炭一微波聯(lián)用技術(shù)處理焦化生化外排廢水時，對COD的降解具有很好的處理效果，該聯(lián)用技術(shù)明顯優(yōu)于單純載銅活性炭吸附的處理效果，前者對COD的去除率比后者約高40%。采用載銅活性炭一微波聯(lián)用技術(shù)對焦化生化外排廢水進行處理后，可保證生化外排廢水COD達(dá)標(biāo)。正交試驗顯示，對于載銅活性炭一微波聯(lián)用技術(shù)降解焦化生化外排廢水的COD體系，各因素主次關(guān)系為，載銅活性炭用量對COD的去除率的影響大，其次是微波輻射功率和輻射時間。

????(7)用L/M作鹽析劑、粗酚(F)作萃取劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下對精苯廢酸(F S)進行鹽析一萃取的工藝是有效可行的。凈化酸和粗酚的回收率都在95%左右。凈化酸的含酚量較低(0.009-0.20%)可用于LA的生產(chǎn)。

????(8)在采用“鹽析-萃取”技術(shù)回收精苯廢酸的體系中，通過三因素四水平正交試驗，得出了反應(yīng)系統(tǒng)中 FS:L/M :F的配比和反應(yīng)溫度以及各影響因素的主次關(guān)系，其中粗酚是主要的影響因素，L/M和溫度次之。粗酚的量決定分離效果，比例越高分離效果越好。L/M的量越多鹽析效果越好，對分離越有利，這也體現(xiàn)了鹽析劑在分離試驗中的重要作用。

????(9)在“鹽析-萃取”技術(shù)回收精苯廢酸的工藝中，再生后的萃取劑(混合精酚)組分及其各組分含量與原料粗酚相比，基本沒什么變化，萃取劑可反復(fù)再生使用。

????(10)在實驗室研究的基礎(chǔ)上，針對焦化行業(yè)工藝廢水(液)治理中存在的難題提出了工業(yè)化治理的工藝路線;分析了工業(yè)化應(yīng)用時可能帶來的二次污染問題;粗略估算了工業(yè)化應(yīng)用時的運行成本。在不改變焦化現(xiàn)有的廢水處理主體工藝的前提下，保證生化外排水COD達(dá)標(biāo)，只需對粗苯和焦油精制工藝廢水進行電Fenton處理。

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