隨著人類社會的發(fā)展，水資源也呈現(xiàn)愈發(fā)的緊張，是人類面臨的重要問題。其中，焦化企業(yè)就需要處理好關于水的問題，一方面在焦化企業(yè)運營過程中，需要不斷地補充新水進行冷卻循環(huán)、鍋爐補水。另一方面還需要進行處理高濃度焦化廢水，能夠針對污染的水做出處理，從而保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，采用污水深度處理技術就能夠處理以上問題，從而能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約水資源，提升水的使用效率。
一、焦化廢水深度處理的現(xiàn)狀及問題
 1.1對焦化廢水深度處理的重視不夠
一些煤炭焦化加工企業(yè)還沒有建立起完善的管理體系和科學的生產(chǎn)工藝。為追逐利益，一些企業(yè)在焦化廢水深度處理方面工藝還沒有達到條例規(guī)定的標準,在深度處理設備方面投入不夠，處理不夠徹底。由于監(jiān)管不利，一些焦煤加工企業(yè)對焦化廢水只做粗放處理就排放了。極大浪費了資源，還對環(huán)境造成了極大污染。
1.2傳統(tǒng)的焦化廢水深度處理工藝還不夠完善
焦化廢水深度處理主要以化學處理為主,但單一的化學處理方法是不能到達有效的處理結(jié)果的。實踐中常用的深度處理方法有：物理處理法和化學處理法。為了達到條例規(guī)定的廢水處理水質(zhì)，一般采用幾種處理方法聯(lián)合使用的辦法。由于國內(nèi)焦化廢水深度處理才剛剛開始，常用的處理工藝如：濕法熄焦、高爐沖渣、煤場抑塵、轉(zhuǎn)爐煤氣洗滌水、除塵水及燒結(jié)混料和工業(yè)給水等等。這些工藝都還存在一定缺陷，極易發(fā)生二次污染轉(zhuǎn)移，水資源浪費嚴重。主要原因是：國內(nèi)企業(yè)在焦化深度處理方面多選擇化學法處理和膜分離相結(jié)合的工藝。一方面，由于膜分離環(huán)節(jié)中的處理膜極易受到污染，并且膜清洗頻繁以及膜使用壽命有限等等問題，該工藝處理后的排水水質(zhì)并不能完全達標。另一方面，處理膜重復使用造成了二次污染問題。受設備投入成本的影響，頻繁更換處理膜成本過高，很多企業(yè)大多不愿意投入這方面的設備維護資金。
1.3傳統(tǒng)的焦化廢水深度處理工藝成本過高
從目前的實踐來看，國內(nèi)在焦化廢水深度處理的各種工藝都存在成本較高的問題。處理成本過高一方面是對深處理的各種工藝沒有做科學合理的組合造成的。另一方面，許多企業(yè)對廢水的處理還停留在處理環(huán)節(jié)，沒有廢物回收再利用的變廢為寶的處理思想。焦化廢水中富含的有機物能夠很好的回收，也可以為企業(yè)增加收入，降低廢水處理的成本。在焦化廢水處理工藝方面的實現(xiàn)處理成本的有效控制，更能調(diào)動企業(yè)的積極性。
焦化廢水是一種典型的鹽分多態(tài)化、氮磷營養(yǎng)失衡、高毒性的復雜工業(yè)廢水, 處理工藝長且難度大。目前常規(guī)處理方法主要為生化處理、物理化學處理、聯(lián)合處理法。
二、生化法
2.1曝氣生物濾池
曝氣生物濾池(BAr)在焦化廢水深度處理中主要應用在常規(guī)生化處理(如A／O、A²/O)之后。采用缺氧、好氧兩級升流式曝氣生物濾池(UBAF)對某焦化廠二級生化出水進行深度處理，結(jié)果表明，在最佳實驗條件下，出水COD和氨氮分別達到《污水綜合排放標準》(GB8987--1996)的二級和一級排放標準(下文中如提到排放標準不做說明時均指此國標)。BAF技術在焦化廢水深度處理中已有工程應用。某焦化公司對酚氰廢水采用了MO—BAF的處理工藝，其中BAF對COD和氨氮的去除率分別為20％和50％，處理出水達到國家一級排放標準的要求。BAF前增加混凝氣浮可有效去除污水中的懸浮物，進而可提高曝氣生物濾池的運行周期，減少反沖洗次數(shù)。
2.2膜生物反應器
膜生物反應器(MBR)在焦化廢水深度處理中也用在常規(guī)生化處理之后，起到生化后處理和反滲透預處理的雙重作用。70m³／h的焦化廢水處理項目采用的是“MO+MBR”工藝，當生化進水COD<200mg／L時，經(jīng)MBR處理后出水COD≤85mL，BOD5≤20mL。MO工藝后接MBR進行了焦化廢水的深度處理研究，結(jié)果表明，MBR處理高效穩(wěn)定，廢水的急性毒性大大降低；膜污染主要由污泥上清液的膠體成分造成，物理清洗可去除膜表面的顆粒物，但長期運行造成的嚴重膜污染只能由化學清洗來消除。
在傳統(tǒng)生化處理后直接加MBR或BAF對焦化廢水進行深度處理，處理效果有時并不理想，這是因為焦化廢水經(jīng)過HRT長達數(shù)十至上百小時的生化處理后，出水中可生物降解的有機物濃度很低，可生化性很差。因此可在BAF或MBR前增加高級氧化等工藝來提高廢水的可生化性。
三、物理化學法
3.1混凝沉淀法
混凝沉淀法是通過在廢水中加入混凝劑、絮凝劑使廢水中難以沉淀或過濾的污染物通過吸附、架橋和網(wǎng)捕等作用使其集結(jié)成較大的顆粒，再通過沉淀去除的方法，本方法在焦化廢水的深度處理中主要用于去除二級處理中微生物未能降解的有機物，氮磷等溶解性無機物。常用的混凝劑有聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。
3.2吸附法
吸附法是利用吸附劑的吸附作用去除廢水中污染物的方法。吸附法對焦化廢水中的氨氮、氰化物、環(huán)境危害大的持久性有機物均有很好的去除效果。在焦化廢水深度處理中常用的吸附劑有活性炭、粉煤灰(包括爐灰、熄焦粉)、煤粉、鋼渣、膨潤土、硅藻土、沸石以及大孔樹脂。其中活性炭吸附在工業(yè)廢水中的應用研究較為深入，但是因價格昂貴，回收困難;近些年大孔樹脂以其吸附容量高、再生容易等特點吸引了廣泛研究。
江蘇海普功能材料有限公司是一家專注于高性能吸附劑、催化劑及其工藝應用研發(fā)的高新技術企業(yè)。以自主研發(fā)的系列高性能吸附劑和催化劑產(chǎn)品為核心，配合自主開發(fā)的工藝技術，海普已成為專業(yè)的環(huán)保治理與資源循環(huán)領域的解決方案供應商。同時，以幫助工業(yè)企業(yè)環(huán)保達標、實現(xiàn)資源化可持續(xù)發(fā)展為己任，采用模塊化精益生產(chǎn)，以研發(fā)數(shù)據(jù)為依據(jù)，制定工程化解決方案。
海普針對有機廢水的性質(zhì)，開發(fā)的系列特種吸附樹脂，能夠?qū)χ饕M分進行高選擇性吸附，極大降低廢水的COD、色度等指標，可直接達標排放，或結(jié)合后續(xù)生化處理達標排放。工藝流程如下： 新疆某新能源公司經(jīng)營范圍包括煤化工項目工程的投資，煤炭應用技術的研究開發(fā)，甲醇、二甲醚、液化天然氣、液氧等煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)及熱力生產(chǎn)、供應、發(fā)電。企業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的生化尾水COD高，現(xiàn)采用活性炭吸附降低廢水的COD，粉狀活性炭在吸附過程被直接投入混凝沉淀池或曝氣池內(nèi)，隨污泥排除，不能再回收利用，企業(yè)每年消耗~2500噸活性炭，按6000元/噸的單價計，每年補加活性炭的成本高達1500萬元。同時活性炭吸附產(chǎn)生大量污泥，給后續(xù)的MBR膜及壓濾工序造成很大困難，不利于企業(yè)健康、穩(wěn)定的生產(chǎn)。
我公司研發(fā)的特種新型高容量吸附劑，已成功應用于多家行業(yè)龍頭企業(yè)，相比于活性炭吸附劑具有以下優(yōu)點：
①具有較高的穩(wěn)定性和機械強度，耐磨損，使用壽命長，吸附飽和后可反復再生使用，一般廢水處理工藝吸附材料能保持3~5的使用壽命；
②特種吸附材料有效比表面積高達1200m²/g以上，吸附容量大、使用量少，配套設備的占地面積小，節(jié)省項目投資費用；
③裝置采用模塊化組裝形式，建設周期短，整個系統(tǒng)實現(xiàn)全程自動化控制，操作和管理簡單，有效降低系統(tǒng)的人工費。
我公司對該煤化工廢水進行了現(xiàn)場中試實驗驗證，實驗效果達到了企業(yè)的生產(chǎn)要求，在有效去除廢水中難降解COD的同時，可降低廢水處理的運行成本和環(huán)保風險，減少設備的使用、維護費用，兼顧生產(chǎn)經(jīng)濟性和穩(wěn)定性雙重優(yōu)點。
3.3膜分離法
膜分離法作為重要的廢水深度處理技術，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透。處理過程中基本無相變化，可以在常溫下操作，且具有效率高、能耗低、投資小、操作簡單等特點，成為當前焦化廢水深度處理的研究熱點之一，目前膜分離法在焦化廢水深度處理中的應用通常是超濾(UF)+反滲透(RO)或超濾(UF)+納濾(NF)組合工藝。
結(jié)束語：
目前國內(nèi)的煤炭深加工企業(yè)越來越多，對煤炭的深加工能有效提高煤炭的附加值，是當前國家政策鼓勵大力發(fā)展的新產(chǎn)業(yè)。但煤炭深加工產(chǎn)業(yè)的工業(yè)廢水焦化廢水由于其含有大量的化學有機化學成分，難以生物降解。因此焦化廢水深度處理成為焦化廠亟待解決的技術問題。