金亞飚，肖丙雁

（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201900）

1 概述

焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水。焦化廢水成分復(fù)雜，廢水中除有氨、氰、硫氰根等無機(jī)污染物外，還有大量的有機(jī)污染物，有機(jī)污染物的種類以苯酚類及其衍生物、喹啉類及其衍生物和吲哚類及其衍生物為主。焦化廢水危害大，部分多環(huán)芳烴以及雜環(huán)化合物還是“三致”物質(zhì)。

建國以來，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了艱難曲折的過程。20世紀(jì)50～60年代，焦化廢水處理處于低水平階段，沿用的是前蘇聯(lián)的焦化廢水處理技術(shù)，簡易的機(jī)械處理：平流沉淀池或圓形帶刮泥機(jī)的沉淀池，去除浮油和重油，簡單回用于熄焦。20世紀(jì)70年代，首鋼焦化廠首先建設(shè)了一套生物脫酚裝置，傳統(tǒng)的焦化廢水處理工藝均是以生物脫酚為重點(diǎn)。20世紀(jì)80年代，以消化、吸收寶鋼引進(jìn)日本的處理技術(shù)為主。20世紀(jì)90年代，以脫氮及降低COD為主，在生物脫酚基礎(chǔ)上的A/O及A2/O工藝等，提出了焦化廢水零排放的要求。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)加快了有關(guān)高效、快速處理設(shè)備的研發(fā)工作，并將“焦化廢水達(dá)標(biāo)排放與回用技術(shù)”列入“國家重大技術(shù)裝備研制和重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)規(guī)劃”?！稛捊够瘜W(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）也明確規(guī)定新建焦化企業(yè)的酚氰廢水不得外排。焦化廢水處理技術(shù)將進(jìn)入全新的領(lǐng)域。本文就寶鋼焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀進(jìn)行了相關(guān)介紹。

2 焦化廢水水質(zhì)及寶鋼焦化廢水的特點(diǎn)

焦化廢水主要來源于原料煤表面水及化合水、焦化生產(chǎn)過程中的用水及蒸汽等。主要來源的焦化廢水水質(zhì)見表1。

表1 主要來源的焦化廢水水質(zhì)表

目前，焦化廢水中已檢出的有機(jī)污染物種類約為70～250種。寶鋼焦化廢水的主要有機(jī)污染物組分見表2。

表2 焦化廢水主要有機(jī)污染物組分

針對有機(jī)物的難降解性，又對寶鋼焦化廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行了單基質(zhì)降解試驗(yàn)，結(jié)果見表3。試驗(yàn)結(jié)果表明：寶鋼焦化廢水中的有機(jī)物種類復(fù)雜，部分有機(jī)物的可生化降解性差，這對焦化廢水生物處理造成了很大的困難。

表3 焦化廢水污染物降解試驗(yàn)表

3 寶鋼焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展

3.1 寶鋼一、二期焦化廢水處理站技術(shù)發(fā)展

1981年，寶鋼一、二期建設(shè)引進(jìn)了日本新日鐵焦化廢水處理技術(shù)。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→活性污泥法→混凝沉淀→活性炭過濾。普通活性污泥法，處理效果一直比較穩(wěn)定，外排水也達(dá)到了當(dāng)時(shí)的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。

隨著國家對焦化廢水排放要求越來越嚴(yán)格，為了焦化廢水的脫氮和進(jìn)一步降低COD，1992年，寶鋼對一、二期焦化廢水處理站進(jìn)行了改造。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→A/O生物脫氮→混凝沉淀→砂過濾。該工藝達(dá)到了當(dāng)時(shí)國際焦化行業(yè)的領(lǐng)先水平。

1997年，寶鋼又把A/O活性污泥法改進(jìn)為A/O/O活性污泥法，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，排放水質(zhì)有了很大提高。

2006年，寶鋼再次進(jìn)行了一、二期焦化廢水處理站改造。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→A/A/O/O生物脫氮（厭氧、生物反硝化、一級(jí)好氧、生物硝化）→混凝沉淀→砂過濾。出水優(yōu)于國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996一級(jí)）。寶鋼一、二期焦化廢水處理站實(shí)景見圖1。

圖1 寶鋼一期、二期焦化廢水處理站

3.2 寶鋼三期焦化廢水處理站技術(shù)發(fā)展

1998年，寶鋼三期引進(jìn)美國CHESTER焦化廢水處理技術(shù)，采用了生物脫氮與物化處理相結(jié)合的處理工藝。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→O/A/O生物脫氮→混凝沉淀。A/O和O/A/O工藝處理焦化廢水進(jìn)行對比。O/A/O工藝對COD、氨氮的去除率優(yōu)于A/O工藝，但A/O工藝的反硝化效果較好。對于高濃度焦化廢水，宜采用O/A/O工藝，普通的焦化廢水則宜采用A/O工藝。

2006年，為了進(jìn)一步穩(wěn)定排放水質(zhì)和降低運(yùn)行成本，寶鋼對三期焦化廢水處理站進(jìn)行了改造。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→A/O生物脫氮→混凝沉淀→砂過濾。出水優(yōu)于國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996一級(jí)）。寶鋼三期焦化廢水處理站實(shí)景見圖2。

圖2 寶鋼三期焦化廢水處理站

3.3 寶鋼焦化廢水處理站的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)歷多次改造后，寶鋼一、二、三期焦化廢水排放指標(biāo)見表4。

表4 寶鋼一、二、三期焦化廢水處理站排放標(biāo)準(zhǔn)

3.4 寶鋼焦化廢水處理站改造前后比較

寶鋼一、二、三期焦化廢水處理站改造前后的比較見表5。

表5 寶鋼一、二、三期焦化廢水處理站改造前后比較表

3.5 寶鋼四期焦化廢水處理站技術(shù)

2012年5月，寶鋼四期焦化廢水處理站投運(yùn)。四期焦化廢水處理站采用的是“厭氧-缺氧-好氧池（A-A-O）+后置反硝化+物化處理”工藝，處理后的排水達(dá)到上海市地方《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/199-2009）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》的要求，酚氰廢水必須循環(huán)使用，不得外排，因此寶鋼新建了深度回用處理站將焦化廢水處理站處理后的排水進(jìn)行深度處理，采用的是“超濾+反滲透”工藝。四期焦化廢水處理站實(shí)景見圖3。

圖3 寶鋼四期焦化廢水處理站

寶鋼四期焦化廢水處理站實(shí)現(xiàn)了70%的工業(yè)水的產(chǎn)水目標(biāo)，用產(chǎn)水替代工業(yè)水在廠區(qū)內(nèi)回用；實(shí)現(xiàn)了30%濃水無害化回用，確保了廢水嚴(yán)格意義上的零排放。