【正文】 工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等幾十種污染物，成分復(fù)雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。本設(shè)計(jì)就是用A/O法和曝氣生物濾池（BAF）綜合處理焦化廢水。A /O工藝具有適應(yīng)能力強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷，高容積負(fù)荷，不產(chǎn)生污泥膨脹，排泥量少，脫氮效果較好等特點(diǎn)，特別適合于中小型污水處理站選用。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水量：處理水量Q=500m3/h，CODcr=3000~7000；BOD5=1600~3300。 氨氮=200~1000。 酚300。 PH=6~9,處理后達(dá)到《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB1345692）中的一級標(biāo)準(zhǔn)，CODcr=100；BOD5=20；氨氮=；酚=15；PH=6~7. 曝氣生物濾池具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積?。ㄊ瞧胀ɑ钚晕勰喾ǖ?/3）、投資少（節(jié)約30%）、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。處理后對環(huán)境有較大益處關(guān)鍵詞：焦化廢水；A/O；曝氣生物濾池。第一章 緒論水是生命的源泉，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，它同土地、能源等要素一起構(gòu)成人類經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的基本條件.焦化行業(yè)是用水和環(huán)境污染最為嚴(yán)重的行業(yè)之一，針對焦化生產(chǎn)環(huán)境污染和資源浪費(fèi)嚴(yán)重的情況，國家自2005年1月1日起實(shí)施《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》，對焦化行業(yè)的生產(chǎn)、節(jié)能、環(huán)境保護(hù)提出了嚴(yán)格的要求，新建和改擴(kuò)建焦化企業(yè)要達(dá)到煉焦行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T126－2003）中生產(chǎn)工藝與裝備二級標(biāo)準(zhǔn)要求；噸焦耗新水≤；水循環(huán)應(yīng)用率≥85%，氰廢水處理后廠內(nèi)回用；外排廢水應(yīng)達(dá)到《鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB134561992）二級標(biāo)準(zhǔn)和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB89781996)二級標(biāo)準(zhǔn)或其所在地區(qū)規(guī)定的要求；熄焦水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)使用，不得外排；廢水生化處理工藝與裝備及洗選煤設(shè)備要先進(jìn)可靠，與主體生產(chǎn)設(shè)備同步竣工投產(chǎn)，連續(xù)運(yùn)行。在設(shè)備發(fā)生故障或檢修時要有足夠的廢水事故處理備用儲槽，做到不達(dá)標(biāo)廢水不外排。焦化廢水經(jīng)處理后做到內(nèi)部循環(huán)使用【1】。焦化廢水是由原煤高溫干餾、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的。廢水成分復(fù)雜，其水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化。核磁共振色譜圖中顯示：焦化廢水中含有數(shù)十種無機(jī)和有機(jī)化合物。其中無機(jī)化合物主要是大量氨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有機(jī)化合物除酚類外，還有單環(huán)及多環(huán)的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物等?？傊够瘡U水污染嚴(yán)峻，是工業(yè)廢水排放中一個突出的環(huán)境問題【2】?！〗够瘡U水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等幾十種污染物，成分復(fù)雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。它的超標(biāo)排放對人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都構(gòu)成了很大危害。如何改善和解決焦化廢水對環(huán)境的污染問題，已成為擺在人們面前的一個迫切需要解決的課題?！　∧壳敖够瘡U水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行生物脫酚二次處理。但是，焦化廢水經(jīng)上述處理后，外排廢水中氰化物、COD及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。針對這種狀況，近年來國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作，找到了許多比較有效的焦化廢水治理技術(shù)。這些方法大致分為生物法、化學(xué)法、物化法和循環(huán)利用等4類。生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機(jī)物的方法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級處理。目前，活性污泥法是一種應(yīng)用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術(shù)。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸；溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產(chǎn)物（主要是CO2）。非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝和利用【3】?！　　D1。1生物處理法基本流程　　但是采用該技術(shù)，出水中的CODCr、BODNH3N等污染物指標(biāo)均難于達(dá)標(biāo)，特別是對NH3N污染物，幾乎沒有降解作用。近年來，人們從微生物、反應(yīng)器及工藝流程幾方面著手，研究開發(fā)了生物強(qiáng)化技術(shù)：生物流化床，固定化生物處理技術(shù)及生物脫氮技術(shù)等。這些技術(shù)的發(fā)展使得大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了生物降解處理，出水水質(zhì)得到了很大改善，使得生物處理技術(shù)成為一項(xiàng)很有發(fā)展前景的廢水處理技術(shù)。合肥鋼鐵集團(tuán)公司焦化廠、安陽鋼鐵公司焦化廠、昆明焦化制氣廠采用A/O（缺氧/好氧）法生物脫氮工藝，運(yùn)行結(jié)果表明該工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠，廢水處理效果良好，但是處理設(shè)施規(guī)模大，投資費(fèi)用高。上海寶鋼焦化廠將原有的A/O生物脫氮工藝改為A/OO工藝，污水處理效果優(yōu)于A/O工藝【4】，運(yùn)行成本有所降低，效果明顯。　　總的來看，生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運(yùn)行費(fèi)用相對較低等優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)后的新技術(shù)使焦化廢水處理達(dá)到了工程應(yīng)用要求，從而使得該技術(shù)在國內(nèi)外廣泛采用。但是生物降解法的稀釋水用量大，處理設(shè)施規(guī)模大，停留時間長，投資費(fèi)用較高，對廢水的水質(zhì)條件要求嚴(yán)格，廢水的pH值、溫度、營養(yǎng)、有毒物質(zhì)濃度、進(jìn)水有機(jī)物濃度、溶解氧量等多種因素都會影響到細(xì)菌的生長和出水水質(zhì)，這也就對操作管理提出了較高要求?！　〈呋瘽袷窖趸夹g(shù)是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)N２和CO２排放。該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代，是在Zimmerman的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在我國，鞍山焦耐院與中科院大連物化所合作，曾經(jīng)成功地研制出雙組分的高活性催化劑，對高濃度的含氨氮和有機(jī)物的焦化廢水具有極佳的處理效果【5】?！　袷酱呋趸ň哂羞m用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高，國內(nèi)很少將該法用于廢水處理。　　焚燒法治理廢水始于20世紀(jì)50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧完全汽化，讓廢水中的有機(jī)物在爐內(nèi)氧化，分解成為完全燃燒產(chǎn)物CO２和H２O及少許無機(jī)物灰分。　　焦化廢水中含有大量NH３－N物質(zhì)，NH３在燃燒中有NO生成，NO的生成會不會造成二次污染是采用焚燒法處理焦化廢水的一個敏感問題。楊元林【6】等通過研究發(fā)現(xiàn),NH3在非催化氧化條件下主要生成物是N２，不會產(chǎn)生高濃度NO造成二次污染。從而說明，焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實(shí)可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是其昂貴的處理費(fèi)用（約為167美元／t 【7】）使得多數(shù)企業(yè)望而卻步，在我國應(yīng)用較少?！　〕粞跏且环N強(qiáng)氧化劑，能與廢水中大多數(shù)有機(jī)物，微生物迅速反應(yīng)，可除去廢水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同時還可起到脫色、除臭、殺菌的作用?！　〕粞醯膹?qiáng)氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會造成二次污染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點(diǎn)。同時若操作不當(dāng)，臭氧會對周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處理。在美國已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水【8】。　　等離子體技術(shù)是利用高壓毫微秒脈沖放電所產(chǎn)生的高能電子（5～20 eV）、紫外線等多效應(yīng)綜合作用，降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)。等離子體處理技術(shù)是一種高效、低能耗、使用范圍廣、處理量大的新型環(huán)保技術(shù)，目前還處于研究階段。有研究表明【9】，經(jīng)等離子體處理的焦化廢水，有機(jī)物大分子被破壞成小分子，可生物降解性大大提高，再經(jīng)活性污泥法處理，出水的酚、氰、COD指標(biāo)均有大幅下降，具有發(fā)展前景。但處理裝置費(fèi)用較高，有待于進(jìn)一步研究開發(fā)廉價的處理裝置?！　」獯呋趸ㄊ怯晒饽芤痣娮雍涂障吨g的反應(yīng)，產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的電子（空穴對），這些電子（空穴對）遷移到顆粒表面,便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。光催化氧化法對水中酚類物質(zhì)及其他有機(jī)物都有較高的去除率【10】。高華等【11】在焦化廢水中加入催化劑粉末，在紫外光照射下鼓入空氣，能將焦化廢水中的所有有機(jī)毒物和顏色有效去除。在最佳光催化條件下，控制廢水流量為3600 mL/h，就可以使出水COD值由472 mg/L降至100 mg/L以下，且檢測不出多環(huán)芳烴?！　∧壳?，這種方法還僅停留在理論研究階段。