焦化廢水是煤焦化過程產(chǎn)生的廢水，含有高濃度的酚類、苯系物、雜環(huán)化合物、多環(huán)化合物等有機(jī)污染物，并且高鹽、高氨氮，是一類難處理的工業(yè)廢水。焦化廢水的處理對于鋼鐵企業(yè)減少污水排放量和新水用量，提高廢水循環(huán)利用率具有重要的意義。隨著國家對焦化廢水的管理日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的“預(yù)處理+生化處理”工藝很難滿足排放或回用要求，因此對焦化廢水的深度處理勢在必行。
一、焦化廢水深度處理技術(shù)
我國目前焦化廢水處理通常為包括氨水脫酚、氨氣蒸餾、終冷水脫氰等的一級處理以及以活性污泥法及其強(qiáng)化方法為主的二級處理。隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格及水資源短缺矛盾的突出，對于焦化廢水深度處理技術(shù)方法的 研究 及水回用方式的 研究 顯得極為重要。目前，焦化廢水深度處理的技術(shù)主要包括:膜分離技術(shù)、混凝沉淀法、吸附法、高級氧化(Fenton氧化、O3氧化、催化濕式氧化、電催化等)以及生物化學(xué)法。
1、膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)的核心是膜，其分離方法主要利用膜的選擇透過性，驅(qū)動力主要包括壓力差、濃度差及電位差。膜分離是微濾、超濾、納濾、反滲透、氣體分離、滲透汽化、滲析和電滲析等一系列膜分離技術(shù)的總稱。膜分離技術(shù)作為一種新型的流體分離單元操作技術(shù)，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比具有能耗低，節(jié)能明顯，無二次污染，經(jīng)濟(jì)效益高，分離效率高，設(shè)備體積小，占地面積小，維護(hù)工作量少，可靠度高，操作簡單等方面的優(yōu)點(diǎn)。近年來，膜分離技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，并且有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。針對焦化廢水，目前主要采用(超濾+反滲透)的雙膜法進(jìn)行處理，其反滲透產(chǎn)水達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水回用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于反滲透過程中只是將污染物質(zhì)濃縮而不是從根本上去除，因此還需要解決反滲透濃縮液的去向問題，目前具有一定應(yīng)用局限性。
2、絮凝沉淀法?；炷恋矸ㄗ鳛橐环N水處理或凈化過程中常用物化方法，其原理是在廢水中加入一定量的混凝劑，使廢水中難以沉淀或過濾的污染物通過物理或化學(xué)作用使其集結(jié)成較大的顆粒，從而達(dá)到分離的目的。目前，常用的無機(jī)絮凝劑包括聚合硫酸鋁(PFS)、聚合氯化鋁(PAC)，常用的有機(jī)絮凝劑為聚丙酰胺(PAM)。目前有一些新的絮凝劑的開發(fā)利用，例如 研究 了不同絮凝劑處理焦化廢水的效果，發(fā)現(xiàn)高鐵酸鈉具有優(yōu)異的脫色、脫除CODCr性能。對于絮凝法深度處理焦化廢水，絮凝劑不同，脫除效果差別很大。因此，開發(fā)低廉高效無二次污染的絮凝劑是關(guān)鍵。
3、吸附法。吸附法是一種利用多孔性吸附劑吸附廢水中污染物質(zhì)，使廢水得到凈化處理的方法。目前常用的吸附劑包括活性炭、沸石、粉煤灰、果殼等。例如比較了沸石和活性炭對焦化廢水深度處理的效果。 研究 表明，沸石對殘余氨氮去除效果好，而活性炭對于難降解的有機(jī)物具有很好的吸附去除效果。還有針對生化處理后的焦化廢水采用煤質(zhì)炭、果殼炭和椰殼炭處理，可使出水COD達(dá)到100mg/L以下，煤質(zhì)炭最適合用于回用工藝，并進(jìn)行了(混凝+活性炭)處理二級生化后的焦化廢水，可以達(dá)到出水COD＜50mg/L的效果。該作者指出，混凝預(yù)處理可以降低活性炭有機(jī)負(fù)荷，利于形成生物活性炭，延長活性炭使用時間。
以及用顆?；钚蕴恳约皹渲瑢Χ壣蟮慕够瘡U水進(jìn)行處理 研究 ，主要以揮發(fā)酚和COD作為評價指標(biāo)，COD及揮發(fā)酚脫除效率較高，并且經(jīng)過對比活性炭與樹脂后發(fā)現(xiàn)，活性炭具有更大的吸附容量，更加適合用于焦化廢水生化出水的深度處理。雖然吸附法對焦化廢水處理效果較好，但是吸附劑再生具有一定困難。
4、高級氧化法。高級氧化方法主要是通過不同的方法，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(˙OH)，再利用其強(qiáng)氧化性將廢水中的難生物降解有機(jī)物降解為可生化的有機(jī)物質(zhì)或小分子物質(zhì)，甚至直接轉(zhuǎn)化為CO2和H2O的過程，主要包括芬頓氧化、臭氧催化氧化、電催化氧化、催化濕式氧化法等。芬頓氧化法是采用過氧化氫為氧化劑，利用亞鐵離子的催化作用產(chǎn)生羥基自由基。許多學(xué)者 研究 了芬頓氧化技術(shù)對焦化廢水的深度處理，可以有效降低COD，并且結(jié)合絮凝沉淀法，更好地去除COD及色度。臭氧催化氧化是以臭氧為氧化劑，利用各種催化劑(例如氧化鋁為載體負(fù)載金屬離子)的催化作用產(chǎn)生羥基自由基。電催化氧化過程是通過陽極反應(yīng)直接降解有機(jī)物，或通過陽極反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(˙OH)、臭氧一類的氧化劑降解有機(jī)物，這種降解途徑使有機(jī)物分解更加徹底，不易產(chǎn)生毒害中間產(chǎn)物。雖然高級氧化技術(shù)以其高效、對COD無選擇性等優(yōu)點(diǎn)受到重視，已經(jīng)在焦化廢水深度處理過程中做了許多 研究 ，但是其運(yùn)行成本相對較高。
二、焦化廢水深度處理工藝現(xiàn)狀
1、國內(nèi)焦化廢水處理工藝現(xiàn)狀。目前，國內(nèi)焦化廢水處理工藝較多，生化處理階段采用的工藝主要有A/O、A2/O、A/O2和A2/O2，而且大部分企業(yè)采用了混凝沉淀、活性炭吸附、生物氧化、高級氧化、膜分離等焦化廢水深度處理技術(shù)，處理后的廢水多數(shù)回用于濕熄焦、高爐沖渣、煤廠抑塵、轉(zhuǎn)爐煤氣洗滌水和除塵水、燒結(jié)混料等，少數(shù)回用于鋼廠循環(huán)冷卻水和鍋爐補(bǔ)充水。
A/O是 研究 最早的焦化廢水生化處理工藝，安鋼、宣鋼、三鋼的焦化廢水處理采用“A/O+混凝沉淀”工藝。安鋼采用該工藝后，出水指標(biāo)可以達(dá)到原國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)，出水回用于高爐沖渣、泡渣補(bǔ)充水和濕法熄焦補(bǔ)充水；宣鋼在混凝沉淀后又增加了催化氧化過濾裝置和氣浮凈化系統(tǒng)，出水可以達(dá)到中水系統(tǒng)進(jìn)水要求，取代工業(yè)水作為循環(huán)水的補(bǔ)充水；三鋼采用該工藝后，出水指標(biāo)可以達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
為了提高焦化廢水的處理效果，人們在A/O工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)了A2/O生化處理工藝，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，對氮和磷具有較好的去除效果，是目前國內(nèi)焦化廢水處理應(yīng)用最為廣泛的生化工藝。
A/O2即短程硝化-反硝化工藝，也稱節(jié)能型生物脫氮工藝，根據(jù)焦化廢水處理過程分為前置反硝化（A/O/O）和后置反硝化（O/A/O）。武鋼、杭鋼、南昌鋼鐵、湘鋼、重鋼、攀鋼的焦化廢水處理主體工藝為O/A/O+HSB高效微生物+混凝沉淀，出水指標(biāo)可以達(dá)到原國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)；邢鋼、邯鋼、唐鋼采用的是桑德環(huán)保公司的SDN（A/O/O）焦化廢水處理工藝，工藝流程包括預(yù)處理、生物處理、深度處理和污泥處理四個工段，出水可以達(dá)到原國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。2011年,寶鋼對其一、二、三期焦化廢水脫氮工藝進(jìn)行了后置反硝化改造，并在生物脫氮后增加了混凝沉淀+砂濾工藝，出水可以滿足原國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
包鋼的焦化廢水處理采用的是研發(fā)的Q-WSTN工藝（A2/O2），脫氮反應(yīng)器采用了生物膜和活性污泥共存的復(fù)合反應(yīng)器，處理后出水達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)。鞍鋼與中科院過程所合作建成的三期焦化廢水處理，采用的A2/O2+高效混凝+多介質(zhì)過濾+臭氧多相催化氧化+曝氣生物濾池的處理工藝，其出水COD低于100mg/L，氨氮低于10mg/L，出水總氰低于0.2mg/L。
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