焦化废水脱氮技术研究进展

摘 要：本文概述了焦化废水的主要组成和来源，介绍焦化废水脱氮的常用的处理技术方法：蒸氨法、吹脱解析法、折点氯化法、A/O法、沉淀法、离子交换法等的原理和应用现状，分析了各种方法的特点和容易出现的问题，并对处理焦化废水的脱氮技术的前景进行了展望。

关键词：焦化废水；脱氮技术；进展

炼焦、煤气净化及化工产品的精制及焦化产品回收等过程中产生的废水统称为焦化废水，排放量大，难降解。包括剩余氨水、焦油水、粗苯分离水、洗涤废水等。焦化废水成分复杂，组成和煤的质量和加工工艺有关。焦化废水水量因生产规模、工艺类型等不同而有差异。焦化废水的水量与生产工艺有很大关系，此外不同的煤气净化工序、季节变化以及地区差异等都对水量的变化产生影响一般来说，焦化废水含有大量的氨、氰化物、酚类，还有焦油、硫化物、苯及多环芳香烃类、含氮、氧、硫的杂环化合物等有毒有害物质，是典型的难降解的高浓度有机化工废水[1]。此类废水一直是国内外废水处理领域的难题。近年来，迫于环保形势的压力，对废水处理也提出了更高的要求。笔者就近几年焦化废水脱氮的常用技术进行了综述。

1常用处理方法

1.1、蒸氨法

蒸氨法是在碱性条件下，让蒸汽与废水充分接触，使废水中氨氮转换成游离氮被吹出，以达到去除氨氮的目。胡恩波[2]对焦化废水中的剩余氨水进行了处理，改进了蒸氨工艺。原工艺生产过程成中发现蒸氨工艺存在问题：水系统含焦油含量大，而且有波动，COD高，氨氮高，而且不稳定，影响进一步的生化处理。将两台气浮除油机由并联改为串联，更换射流泵，重新调整空气曝气量，将剩余氨水的含油稳定在60mg/L以下；蒸馏方式由由并联改为混合式蒸馏，提高蒸氨效率；经过调整，蒸氨系统稳定，蒸氨废水指标降低，生化处理效果良好，蒸氨废水的可生化率可达100%，生化系统运行出水水质达二级排放标准。

刘显清[3]等研究了直接蒸汽蒸氨工艺、导热油蒸氨工艺、管式炉蒸氨工艺三种蒸氨，比较三种工艺的优缺点。直接蒸汽蒸氨工艺，增加了废水的负荷，受外界蒸汽影响较大；2）导热油蒸氨工艺实现了焦化废水减排，但设备复杂，能源利用效率较低，需要定期补充并更换导热油；3）管式炉蒸氨工艺能满足焦化废水减排的目的，蒸氨效率稳定。因此，综合考虑废水减排及运行费用，管式炉蒸氨工艺应为较佳选择。

1.2、吹脱解析法

吹脱解析法和蒸氨法原理大致相同，废水中存在这样的平衡：

。利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下使用空气吹脱，吹脱过程中不断排出气体，改变了气相中的氨气浓度，使实际浓度始终小于平衡浓度，最终使废水中溶解的氨不断穿过气液界面，使废水中的NH3-N得以脱除。

吴海忠[4]研究了pH、吹脱温度、气液比、吹脱时间等参数对废水中氨氮脱除效率的影响，指出现在研究的局限性，应加强对关键参数、吹脱塔结构设计、填料选用等方面的研究，

还应考虑如何防止二次污染。为达到更好的脱除效率，吹脱法与其他脱氮工艺相互组合，实现优势互补，达到最佳运行条件，最后使出水达到国家标准。

1.3、折点氯化法

向废水中投入氯气，当投入超过折点的氯或次氯酸钠时，废水中的氨可完全氧化为氮气，其反应式如下：2NH4++3HClON2+3H2O+5H++3Cl-。折点氯化法的NH3-N2去除率可达95%以上，处理效率稳定，基建投资少，但用药量大，处理成本高，脱氮后废水中含高浓度余氯和有毒氯代有机物，其处理难度反而增大。

刘恒嵩等[5]对折点氯化法处理废水中氨氮工艺进行了研究，实验发现pH介于6～8，药剂投入量比（氯氯：N-羟基琥珀酰亚胺）为7：1，反应时间介于10～15min，实验效果好。

1.5、沉淀法

宋玮华等[6]采用化学沉淀法去除废水的氨氮，在高浓度氨氮废水中加入MgCl2-6H2O和Na2HPO4，与其中的氨氮反应，生成MgNH4PO4-6H2O结晶沉淀，文中研究了pH值、反应时间、试剂用量比等因素对去除氨氮的影响，实验表明在pH为8～10，反应时间为20min、试剂用量比为Mg2+：NH4+：PO43-=1.5：1：1.5，废水中氨氮浓度可由初始1981mg/L沉淀降低到5mg/L，去除率达95%，大幅度降低了原污水中的氨氮浓度，为后续生物处理创造了有利的条件。

胡彩霞等[7]研究了纳米级硬硅钙石二次粒子，作为一种纳米级纤维材料，具有较大的比表面积和固体吸附剂性能采用纳米级硬硅钙石作为吸附剂，考察了焦化废水pH值、初始浓度、吸附剂粒度、吸附剂用量、搅拌时间、搅拌频率等对去除焦化废水氨氮净水效果的影响。结果表明其中以100mL、氨氮初始浓度283.39mg/L焦化废水、用1.0g粒度0.022-0.2 mm的硬硅钙石作为吸附剂，室温条件下、pH值为8，以200r/rain频率搅拌180min至吸附平衡，氨氮去除率可达到45.6%。硬硅钙石的吸附性能和表面改性等方面有待进一步研究。

1.6、离子交换法

离子交换法利用固相离子交换剂的功能基团置换废水中的相同电性的污染物离子（NH4+），再通过分离、浓缩、去除，从而达到去除氨氮的目的。该法不适于有机物高的废水脱氮，此外还产生大量被浓缩而更难处理的再生液。

罗仙萍等[8]对蛭石、蒙脱石、沸石、离子交换树脂等常见离子交换材料在氨氮废水处理中的应用进行了探索，对比分析对这几种常用离子交换材料的结构特性、交换吸附的机理，提出了改性提高蛭石、蒙脱石、沸石的离子交换和吸附效果，并将离子交换法与生物法结合使用，出水效果好，大大降低运行成本，具有较大的发展空间。

2结语

焦化废水排放量大，水质成分复杂，氨氮高，COD高，不易降解，是较难处理的一类工业污水。实际生产过程中，单独的一类工艺或处理方法，很难达到很好的脱氮效果，对工艺进行选择和组合取长补短才能更好的治理焦化废水。根据焦化废水的具体成分，制定不同的脱氮方法，寻求既高效又经济的处理技术，改善环境质量，实现水资源的循环利用有着现实意义。

参考文献

[1]陈菊香，马智博，元月.焦化废水氨氮去除方法的研究进展[J]，广东化工，2014，41（1）：73.

[2]胡恩波，聂世汉.焦化废水蒸氨工艺改进[J]，邢钢科技，2008 （2）：52.

[3]刘显清.焦化废水蒸氨工艺的比较[J]，燃料与化工，2012.6（43）：50.

[4]吴海忠.吹脱法处理高氨氮废水关键因素研究进展[J]，2013，2：144.

[5]刘恒嵩，彭玉玲，丁伟.折点氯化法处理废水中氨氮工艺研究[J]，农村经济与科技，2016，27（2）：144.

[6]宋玮华，尹冬俏，刘邵博：化学沉淀法去除废水中高浓度氨氮研究[J]，吉林建筑工程学院学报，2014，31（6）：24.

[7]胡彩霞，韩剑宏，郝敏等.硬硅钙石二次粒子对焦化废水氨氮去除效果的影响研究[J]，内蒙古科技大学学.

[8]罗仙平，张艳，邓扬悟.几种常见离子交换材料在氨氮废水处理中的应 用[J].有色金属科学与工程，2012，3（6）：51-54.