焦化废水是煤在高温干馏、煤气净化以及副产品回收和精制过程中产生的一类典型工业废水，除含有大量氮化物、氰化物、硫氰化物、氟化物等无机污染物外，还有高浓度的酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃等有机污染物。受原煤性质、炼焦工艺、化工产品回收方式和季节等因素的影响，在焦炭炼制、煤气净化及化工产品回收过程中焦化废水的水质成分有显著差异，总体性质表现为氨氮、酚类及油分浓度高，有毒及抑制性物质多，对环境构成严重污染，是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业废水。

随着国家环保标准的日益严格以及水资源的日益紧张，对焦化废水进行深度处理，降低焦化废水中的污染物浓度，提高废水的循环利用率变得日益迫切。

一.焦化废水的来源和成分

焦化生产过程中主要产生间接冷却水、除尘洗涤水和酚氰废水。间接冷却水主要包括焦化副产品蒸馏时冷却过程产生的废水以及苯与焦油精制时间接加热产生的废水。该类废水水温较高，但不含污染物质，可重复使用或直接排放。除尘洗涤水产生于炼焦煤储存、运输、破碎和加工过程中的除尘洗涤，焦炉装煤或出焦时的除尘洗涤，以及焦炭的转运、筛分和加工过程中的除尘洗涤。这类废水主要含有高浓度的悬浮固体(煤屑、焦炭颗粒物)，一般经澄清处理后便可重复使用。酚氰废水产生于焦油车间和化工产品回收精制车间，由于各焦化厂工艺的差别，废水种类也略有差别，主要有粗苯分离液、焦油分离液、蒸氨废水和脱硫废液等。

焦化废水中主要含有氨氮、酚、氰、硫化物及数百种有机物，成分复杂，还含有氰 、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。

二.焦化废水的处理

焦化废水的处理一般采取预处理、生物处理和深度处理有效结合的方式后才能达标排放。

预处理技术

焦化废水在生化处理前一般要进行预处理，通常采用气浮法或隔油处理，以去除焦油等污染物，避免对生化系统中微生物的抑制和毒害。当焦化废水中的氨氮含量较高时，一般增设蒸氨塔来实现氨氮的消减和回收利用。采用溶剂萃取法，在预处理过程中实现焦化废水中酚类物质的富集转移。利用Fenton催化氧化法处理好氧曝气产生的泡沫分离液，能够将其中的有毒难降解有机物转化为低毒或无毒的小分子有机物，使焦化废水的可生化性明显改善，该技术已应用到实际工程中。

预处理可降低焦化废水中的酚类物质、氨氮和焦油的含量，将大分子有机物氧化成有利于微生物吸收利用的小分子物质，并实现有用化学物质的回收，确保了后续生化处理的稳定性。

生物处理技术

生物处理在焦化废水的处理过程中一般作为二级处理单元，并以普通活性污泥法为主。以碳和氮循环为核心的生物处理技术对焦化废水中的所有污染物都具有较好的去除能力。针对排放量大、有机质含量高的焦化废水，生物处理被认为是最经济的处理方法，可作为焦化废水处理的主导技术。焦化废水含有大量的酚类及含氮杂环化合物，其成分复杂、可生化性差，单独的生化法均难以实现废水处理的达标排放。为了解决这些问题，一般采用厌氧(水解)和好氧多级生物反应的工艺，以及多种工艺的组合处理。经两级好氧处理后，COD、酚类、硫氰化物、氨氮的去除率可分别达到90.7%，98.9%，98.6%，99.9%，后续添加厌氧处理后可达到99.2%的反硝化率。

国内焦化废水处理站主要采用A/O工艺，也有部分企业采用A2/O、A/O2、O/A/O、A/O/H/O、SBR、生物膜等工艺，处理效果略有差异。这些处理工艺主要基于微生物脱氮过程，在焦化废水的处理过程中对有机物也表现出明显的去除效果。在相近的HRT及其他运行参数下，A2/O工艺与A/O工艺有着几乎一样的COD和氨氮去除率，但A2/O处理工艺存在产酸阶段大分子有机氮脱除氨基的过程，能更好地脱除有机氮，同时部分难降解物质在产酸阶段分解为可在好氧段迅速降解的中间产物，故A2/O工艺在焦化废水的处理中有更好的表现。而对于A/O2工艺，与A/O工艺相比，可减少25%的需氧量和50%的污泥产量，且能承受较高的氨氮负荷。

研究发现，水解过程能够将大分子有机物分解为小分子物质，从而改善废水的可生化性。以含有硝基苯、联苯和多环芳烃等有毒物质的废水为研究对象，采用水解酸化-好氧工艺进行处理，对硝基苯、联苯和多环芳烃的去除率分别为98%，97%，96%，证明此工艺可作为有毒有机废水处理的有效方法。

深度处理技术

深度处理也称三级处理，是针对生物出水的进一步处理，包括混凝沉淀法、吸附法、生物化学法、高级氧化法和膜分离法等，以解决生物出水中残留的COD和氨氮等污染物难以达标的问题。

1.混凝沉淀法

混凝沉淀法是利用电中和原理对焦化废水进行处理，具体处理过程如下：将混凝剂在一定条件下定量投入到焦化废水中，废水中的带电物质与混凝剂发生电中和形成大颗粒胶团，而后经过进一步的沉淀使焦化废水得以净化处理。通过分析发现，混凝沉淀法对焦化废水色度，COD 等指标的有较好的去除效果。常用的混凝剂有聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。

2.吸附法

吸附法处理焦化废水主要是利用吸附剂为比表面积较大的多孔类物质，对大分子有机物、油类物质、以及部分固体悬浮物等污染物具有良好的吸附性能，吸附剂在对焦化废水吸附处理后经过沉淀得以分离。目前研究的吸附剂有活性炭、粉煤灰、褐煤、膨润土、焦粉、高分子聚合物和吸附树脂等。由于活性炭具有独特的孔结构和吸附性能，被广泛地应用于焦化废水深度处理工艺中。

3.生物化学法

目前用于焦化废水深度处理的生物化学法主要有曝气生物滤池（BAF）和膜生物反应器（MBR）。BAF 是一种新型生物膜法， 对有机污染物和氮、磷等具有较好的去除效果，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池，具有基建投资少、出水水质好、运行能耗低、运行费用省等优点。

MBR 是将膜技术与生物技术相结合的一种先进的废水处理方法，主要是先利用生物技术去除水中可生物降解的有机污染物，然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质，降低水浊度。MBR 具有处理效率高、占地面积小、自动化程度高等优点，是最具有发展前景的污水处理和中水回用技术。

4、高级氧化法

高级氧化法是指通过不同途径产生具有高反应活性的羟基自由基，再利用其强氧化性将水中的有机污染物降解，生成小分子物质，甚至直接转化为CO2和水。高级氧化法可以有效去除水中难降解的有机污染物，具有处理效率高、无二次污染等优点。在焦化废水深度处理领域，研究和应用较多的高级氧化法有Fenton 氧化试剂法、臭氧氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法和超声波氧化法等。

5、膜分离法

膜分离法是一种具有巨大潜力和实用性的废水处理技术，其原理是以选择性透过膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力如浓度差、压力差、电位差等，使废水中的组分选择性的透过膜，从而达到分离净化的目的。膜分离技术应用于废水处理具有能耗低、效率高和工艺简单等特点。目前，应用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透。近年来，在焦化废水深度处理领域，研究与应用较多的是超滤-反渗透的双膜法焦化废水处理工艺，经超滤-反渗透处理后的焦化废水，出水符合工业循环冷却水水质标准，可回用于净环补充水、锅炉软水补给水，甚至部分替代新水。

三.总结

焦化废水是复杂的工业废水，焦化废水的处理是值得研究与需要技术突破的关键性领域。针对焦化废水的水质特征和环境安全，选择合理的处理工艺，采用简便高效的萃取、分离设备回收其中的高浓度化学成分，培养适用于焦化废水的优势菌种强化生物处理效果，合成廉价、高效的絮凝剂实现尾水处理的有效性和安全性，并关注焦化废水处理工程排放气体和固体的二次污染，是焦化废水污染控制和厂区清洁生产所需加强之处。

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