焦化废水资源化关键技术和产业化示范

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1、www.h2onote.com焦化废水资源化关键技术和产业化示范中国科学院过程工程研究所一、概述随着国家资源节约型和环境有好型社会建设的不断推进和深入，钢铁等高资源和能源消耗的行业必须进行技术升级和循环经济改造，提高物质资源和能源利用水平，自然对污染治理和废水资源化提出了更高的要求。焦化废水作为钢铁行业的主要废水污染源，废水量大，成分复杂，难以治理，一直是钢铁行业可持续发展的重要制约因素。焦化废水治理经过多年研究，取得一定进展，但缺乏资源化关键技术和全过程高效控制的技术集成，陷于单个技术研究阶段而

2、无法取得关键突破，处理成本较高，难以稳定达标。处理出水及时部分回用于湿熄焦和水淬钢渣等低水质要求场合，回用水质较差也会影响产品质量，无法实现废水资源化和零排放。随着我国钢铁和焦化行业的产业升级，钢铁和焦化企业广泛采用干熄焦先进工艺，焦化废水处理后无法回用于湿熄焦，对现有焦化废水处理和资源化提出了更高的水质要求。由于焦化废水中难生化降解有机物成分较高，且具有生物毒性，同时氨氮含量高，使得传统活性污泥法常常处理效率不高，即使在较大稀释比的情况下能将酚和氰化物能处理达标，可是COD和氨氮达标困难，特别是

3、氨氮处理效率低。所以，一直以来焦化废水的有效治理成为环境工程领域的难点。本项目正是为了解决以上问题而展开的。二、现有技术分析目前焦化废水的处理技术主要分为三类：物理法、高级氧化技术和生化方法。物理方法由于单一处理难以达标，往往用于预处理。由于焦化废水水量大，高级氧化处理技术（如Fenton法、电化学氧化法等）的处理成本相对较高，难以实际应用，多处于实验室研究阶段。生化处理成本相对较低，二次污染小，污染物取出彻底，应成为大规模焦化废水处理的主要技术。但是，由于焦化废水中氨氮含量高，且含有不少多环芳香

4、化合物和杂环化合物等难以生物降解的有机物，传www.h2onote.com统生物方法虽然对酚的去处效果较高，但对COD和氨氮取出效果较差。针对传统活性污泥法对COD和氨氮处理难以达标，自90年代来，国外和国内研究者分别22从工艺角度研发了A/O、A/O和A/O工艺，在反应器层面分别研究了生物膜反应器、膜生物反应器和序批式反应器，强化COD和氨氮的处理，取得一定效果。但是这些现有的国内外治理技术都针对于蒸氨后的焦化废水，缺乏全过程高效控制集成技术，基于焦化废水具有高酚含量，高氨氮含量和难生物降解等特

5、点，需要较大清水稀释比才能处理，特别是处理效果受进水水质影响大，难以稳定达标。目前焦化废水的处理常着重于污染物降解，而忽视了废水中资源的回收和再利用，不符合循环经济理念。焦化行业已有的除油、蒸氨工艺和溶剂脱酚工艺落后，难以适应水质波动的焦化废水，资源回收率低，处理效果差，各工段相互影响，难以实现无缝衔接，加剧了后续生化处理的难度。如焦化废水出水温度较高，使得除油困难，容易发生乳化造成萃取脱酚效果变差，从而引起回收氨品质的降低，甚至降低氨蒸氨效果；出水氨氮过高，必然使得生物处理受到抑制；水质波动时，

6、已有工艺难以实现稳定脱酚与蒸氨，严重影响后续生物处理。生物处理后的焦化废水即使加上混凝三级处理，色度和COD虽勉强能达标排放，但难以达到企业高水质回用要求，且深度处理药剂成本较高。所以，开发全过程缺乏全过程高效控制集成技术和零排放技术，加强氨氮和酚资源有效利用，促进焦化废水处理技术升级具有重要意义。三、过程所新技术简介针对焦化废水高酚，高氨氮和难生物降解等特点，中科院过程所主要通过关键单元技术升级和全过程协同优化集成，进行资源高效回收与水零排放，具体技术路线如下图：www.h2onote.com焦

7、油酚氨焦化废水高效收油高效萃取脱酚高效精馏脱氨传感、自反馈传感、自反馈传感、自反馈控制系统控制系统控制系统生物接触缺氧生物滤池上流式厌氧酸调节池碳氧化池反硝化化填料反应器回流曝气生物电催化氧化高质滤池硝化深度处理水回用低质水回用图1焦化废水资源化/无害化处理工艺流程工艺路线为：首先用气浮辅助疏水斜板沉降工艺预脱除水中油滴，再用塔式萃取技术预脱除水中的酚类，然后用开发的高效精馏脱氨技术回收水中大部分的22氨，再用A/O组合式生物工艺脱COD，最后再结合电化学高级氧化技术深度净化水中微量的难生物降解物

8、。在整个过程中，每一步预处理的好坏都会影响后面的处理，为此我们增加了过程的再现检测与过程的自动化控制。与传统技术相比，新技术有如下特点：ò在焦油回收方面，采用具有自主知识产权的微泡气浮—疏水板聚油组合技术，实现水中超细油滴的高效分离与回收；ò在酚回收方面，通过萃取剂优化配置和萃取工艺优化，实现酚的高效回收；ò在氨回收方面，将具有知识产权的漩流塔板和高效规整填料组合蒸氨技术与设备用于焦化废水脱氨，实现氨回收过程的高效，低能耗；ò在生物降解方面，将厌氧生物膜反应器，高效菌种，好氧固定化