焦化废水是国内外难以处理的废水之一。废水中含有大量的酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳烃等物质。目前处理焦化废水采用的主要工艺为活性污泥法。经过活性污泥法处理后的废水，能有效降低废水中的油分、部分有机物、氨氮及总氮等物质。 

       国家对环保要求的日渐严格，要求企业对焦化废水处理至达标后排放，对于一些水资源缺乏的地方，要求将焦化废水处理至回用标准，回用于企业内部，实现废水的零排放。而焦化废水中含有大量的大分子难降解有机物，传统的活性污泥法不能有效的去除该部分物质，使得生化出水中仍含有较多的有机物。导致其出水不能达标排放或回用于企业内部。因此，针对其中的难降解有机物，需对其进行深度处理。 

1. 铁碳微电解技术 

       铁碳微电解技术基于电化学技术原理，利用铁碳微电解催化反应过程中生成的强氧化粒子(•OH、•O2、H2O2等)，与废水中的有机物无选择地快速发生链式反应，进行氧化降解。当将铁碳填铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极，电位高的碳做阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调节pH值到8-9左右，由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。经微电解后，B/C比升高，将一些难降解的大分子吸附或经铁离子将大分子物质絮凝，从而达到降解部分难降解有机物的目的。 

       反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。 

       若有曝气，即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应： 

       如果要让铁碳反应效果更明显，一般需要加入定量的过氧化氢(即双氧水H2O2)，酸性废水与铁反应生成亚铁离子，亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。 

       反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。 

       根据在某焦化企业的试验，铁碳微电解效果很理想，特别是将焦化废水调节至酸性条件，通过在铁碳反应器等多相催化反应的基础在亚微观条件下充分实现废水和多相催化填料的电氧化反应结合，去除废水中大部分有机物，并且避免了铁碳填料的板结问题。经过多相催化氧化处理后，再进行混凝沉淀，能够有效的打断焦化废水的链式有机物，同时将其降解。 

该企业运行铁碳微电解处理焦化废水后的试验结果为，进水CODcr均值为219mg/L，处理后出水均值为79mg/L，CODcr去除率达到63.9%。 

       焦化废水作为难处理的高浓度有机废水，其中难降解的高分子有机物通过传统活性污泥法不能将其降至排放标准。经过实际应用与研究，铁碳微电解技术可用在深度处理工艺使用，能有效地降解该部分有机物，使其达到排放或企业回用标准。 

2.对焦化废水处理工艺级控制参数的认识 

2.1预氧化对生化处理作用明显 

       普遍认为,焦化废水BOD/COD均值约为0.30，属可生化处理废水,但由于首段厌氧对焦化废水COD去除有限,而好氧能够去除废水中大部分有机物的性质决定了焦化废水处理过程的高耗能。大量的工程实践证明，在焦化废水处理中，厌氧池作用不大。 

       前几年，有人提出OHO流化床生物处理工艺。据介绍，该工艺的反应器核心是基于污泥原位分离的内循环好氧生物三相流化床；O1作为除碳和氨化单元,去除水中绝大部分的有机污染物并且转化含氮化合物为氨分子;部分剩余难降解大分子有机物进入水解池H，通过水解酸化作用提高残余有机污染物的可生化性,为O2进一步降解有机污染物创造条件；HO组合成一个高效的生物脱氮单元,通过强制硝化反硝化,实现高效脱氮。原理上似乎很理想，但是OHO流化床工艺由于反应单元结构上的原因，省去二沉池，整个工艺因缺少污泥分离回用功能而失败。O/H/O工艺至今并没有被推广。 

       现在焦化企业存在的处理工艺大多数是A/A/O，A/A/O/O，近几年兴起的有O/A/O，O/A/O/ A/O工艺。O/A/O/ A/O主要是针对脱TN的工艺。 

       O/A/O/A/O，O/A/O工艺，都是增加了预氧化，去掉了厌氧工艺，从实践来看，效果是有意义的。笔者参与改造的一家焦化企业废水处理，就是把原来的UASB改造成预氧化池，HRT=20h，曝气强度=4.56m3/( m2·h)，COD去除率达到30%，硫氰化物转化为硫酸盐（亚硫酸盐），氨氮升高约10%，预氧化以后，水质对后续微卫生的毒性减小了，好氧池的去除率稳定了。同时需要注意，改造成预氧化以后，预曝气池出水有悬浮物，需要设计一个沉淀池分离絮体污泥，同时回流到预氧化池。回流的絮状污泥会在预氧化池内发挥更好的吸附作用，进一步提高COD去除率。 

2.2 缺氧池的搅拌很重要 

       缺氧池的作用主要是反硝化的场所，混合液或者二沉池上清液回流到缺氧池进口，增加进水中的溶解氧（DO），DO保持在0.2-0.5mg/L比较理想。实际过程中，缺氧池的作用效果差别较大，池中有没有填料差别不大，笔者改造某企业的焦化废水设施，有并列的两组同样大小的A/O系统，缺氧池一个有填料另一个没填料，有填料的效果也不明显，主要是填料发挥作用不理想，原因是填料丝径太细，挂不上活性污泥。笔者参观过20多座焦化厂，填料塌陷是普遍现象，而影响最大的还是搅拌效果差，绝大部分缺氧池采用潜水搅拌器，究竟作用如何，很少有人去研究分析，缺氧池出水堰水流不均匀，也影响缺氧池反应，其实，从缺氧池表面水流状态，三角堰出水均匀程度就判断缺氧池搅拌均匀程度，建议以增大搅拌器功率，改变搅拌器的角度和位置，改善搅拌效果。如果不能停产，改造检修确实有困难，还可以采取水泵抽水，水面均匀布管的方式，可以在线安装，产生理想的搅拌效果。缺氧池的MLSS=4000-6000mg/l。如果进一步提高污泥浓度，则要更加注意搅拌均匀的问题。 

硝化液或者混合液回流的比例是根据缺氧池溶解氧（DO）浓度来定的，一般DO控制在0.2-0.4mg/L，去除氨氮主要在好氧池完成，需要培养活性污泥中的硝化细菌。 

2.3 好氧池溶解氧适当提高 

       好氧池是焦化废水处理的中心环节，即使是A/O/A/O工艺，第一级好氧池也是去除COD和NH3–N的主要场所，第二级A/O主要是去除TN。好氧池的主要参数是溶解氧（DO）和沉降比（SV30），笔者认为，焦化废水好氧池比城市污水好氧池的溶解氧控制要高一些，原因是焦化废水难生化降解，对溶解氧的需求量大，硝化细菌更脆弱一些，因此保持高的溶解氧和沉降比，才能保证出口的COD和NH3–N的去除率。实践中还证明，高溶解氧比低溶解氧耗能高一些，但是，焦化废水的高溶解氧带来的结果是剩余污泥很少，有的企业很长时间不排泥，好氧池活性污泥仍然生长正常。剩余污泥排量少，减轻了污泥处理的压力，也算是一种经济补偿。建议：好氧池末端溶解氧控制在5.0-5.5mg/L，沉降比控制在45-60%，这样对系统稳定有好处,硝化细菌的数量活性保持稳定，出水NH3-N≤3mg/l。根据笔者统计，好氧池的HRT=90-100h，水深可以设计到7-8m，MLSS=4000-6000mg/L。好氧池如果处理效果差，检查沉降比、溶解氧和回流污泥浓度，总有至少一项不在建议范围。 

焦化厂的风机绝大多数是离心风机或者罗茨风机，建议好氧池的风机尽早更换为高速悬浮风机，节能很明显。一个年产60万吨焦化厂的好氧池风机功率约是160kw，按照节能20%计算，每年节约的电费约是17万元，加上维护费，约20万元，一台高速悬浮风机的价格约是60万元，投资回收期不到3年，而且风机维护量很小，噪音很小，符合环保要求。 

3.对焦化废水处理设备的认识 

3.1 隔油设备重点是重油分离要及时 

       隔油设备就是重力隔油池，有标准设计，现场的隔油池基本是一个模式，有的是增加了斜板，很快就被重油压坏了，所以，隔油池就是一个小的平流沉淀池。值得注意的是，下面的泥斗排泥不及时，就会造成泥斗被重油沉积而硬化，流动性很差，排泥不能正常。因此很多的隔油池，都是一个过水渠而已，每年趁大修时间，停产排空，用蒸汽加热下面的泥斗，用人工清掏的办法，彻底恢复泥斗的作用。建议：加高隔油池高度，加强重力排泥，排泥阀改成电动控制，定时定量排泥，保证隔油除油效果。水面的隔油板一般可靠，隔油效果稳定。 

3.2 气浮设备对除油作用明显 

       气浮设备一般焦化废水处理站都有的，有的气浮设备闲置多年不用。笔者认为，气浮设备是有必要的，主要用来除油，如果蒸氨塔前有可靠的除油措施，能保证水中含油量低于100mg/L，则可以在焦化废水处理站不设气浮池，气浮设备的作用主要是用来除油，可以不加药剂，就利用溶气气浮的原理直接除油，效果也能满足生产要求。有的废水中前期处理效果差，废水中含油量较大，链条刮泥机刮出来的浮渣流动性很差，需要用螺旋输送机排除浮渣。 

       将调节池的底部曝气管间断供风，也能起到浮油的作用。但是从水中分离出浮油，需要设计一个浮动排油槽。 

3.3 建议曝气设备改成可提升曝气头 

       曝气设备是焦化废水处理的重要工具，现场好氧池大多数的设计采用微孔曝气器，池底布置，水深5m。微孔曝气器有两大弊病，一是安装在池底，安装检修不方便，一旦更换或检修就要清空池子。二是微孔曝气器堵塞是不可避免的，曝气管采用的ABS管材也是容易老化，断裂是经常的。这几年微孔曝气器正在被其它先进的曝气设备所代替，例如旋流曝气器，H型曝气管。笔者建议，采用旋流曝气器改造现有曝气设备很方便。曝气头的材质为复合塑料，耐腐蚀耐高温老化，单头服务面积4m2，供风量0.25-0.35m3/min，支管直径DN20，入水部分采用不锈钢材质，因为供风支管和曝气头是一对一安装，所以，日常运行过程中可以随意调整风量，也可以很直观的根据水面波纹判断曝气头运转是否正常。根据笔者改造的工程实例检测，同一座好氧池，微孔曝气头改成旋流曝气头，总节约风量在20%以上，造价约500元/m2，焦化废水处理站的风机风量在夏天经常表现为风量不足，采用旋流曝气头正好可以避免这个问题。改造成旋流曝气器可以不动原来的系统，不用停水，就可以完成在线安装在线检修。 

3.4 沉淀设备是污水处理的枢纽环节 

       沉淀池是废水处理中的枢纽和中心环节，好氧池活性污泥回流要靠沉淀池分离出来的高浓度污泥，如果沉淀池处理效果差，则会造成一正一负的双重作用。首先，分离不好使污泥流失，活性污泥流失对焦化废水处理的影响是很明显的，因为好氧池本身每天产出来的剩余污泥量就很少，一旦流失，好氧池的污泥沉降比就会下降。偶尔沉淀池跑浑明显，短时间就会使沉降比降到20%以下，去除率下降，出水COD升高，随之氨氮也跟着升高。同时，出水悬浮物高，也或造成COD数值高。甚至超出排放标准。其次，沉淀分离效果差影响回流污泥浓度，回流污泥浓度低，好氧池的活性污泥浓度就下降，污泥沉降比也跟着下降。现场很多次发现，沉淀池异常时，回流污泥浓度沉降比在60%，正常的数值在90%以上。有时候为了达到回流污泥沉降比，可以间歇回流，因为连续回流保证不了污泥浓度。有很多二沉池水面漂泥，原因就是排泥不彻底，池内泥面上升，把刮泥刀埋没，泥面没有水位差，刮泥桁架不能把所有污泥集中到泥坑，池底污泥腐败上浮。 

       现场调研发现，辐流式的二沉池三角堰出水不均匀，从中心筒进水分配到圆周，应该是360度均匀的，由于三角堰不平，导致水走短路，圆周上收集槽不能均匀收水，有的二沉池圆周上只有1/6三角堰出水，5/6的三角堰不出水。焦化废水二沉池三角堰配水量和市政污水二沉池相比本来就很小，一旦水走短路，偏流很明显，分离效果很差。笔者在现场多次找平圆周三角堰的水平高差，对降低出水悬浮物收到明显的效果。 

几点总结： 

       1.焦化废水预处理很重要。厌氧池的作用不大，建议改造成预氧化池，氧化硫氰化物，减少对后续生化处理的毒性作用。预氧化池后设计初沉池，初沉池污泥回流更进一步提高COD去除率。 

       2.缺氧池搅拌最重要，有无填料并不重要。硝化液（混合液）回流量靠缺氧池的溶解氧浓度控制。潜水搅拌器普遍搅拌不太均匀，建议对在役的缺氧池增加搅拌器。 

       3.好氧池维持比较高的溶解氧，比较高的污泥沉降比，保持高浓度的活性污泥，有利于去除氨氮，绝大部分的污染物氧化分解要在好氧池完成。 

       4.曝气设备建议设计或者改造成旋流曝气器，在线安装在线检修，节约风量，方便运行控制。 

       5.沉淀池是生化处理的中心环节，混合液携带活性污泥要在二沉池完成固液分离，分离效果直接影响到污泥回流，二沉池的水力流态要重视。高效沉淀池可以有效完成混合液固液分离过程，稳定出水指标，保持污泥回流浓度。占地少，效率高，施工工期短，是焦化废水处理工艺提标改造的一种选择。

转载：北极星环保网