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焦化污水处理焦化污水处理是指对焦化厂在炼焦、煤气净化及化工产品回收过程中产生的高浓度有机废水进行处理的过程。这类废水成分复杂，含有大量难降解的有机污染物，如酚类、氰化物、氨氮、多环芳烃（PAHs）等，同时具有色度深、毒性大、COD（化学需氧量）和BOD（生化需氧量）高等特点，若不加处理直接排放，将对环境造成严重污染。
焦化污水处理一般采用“预处理+生化处理+深度处理”的综合工艺流程。预处理主要用于去除废水中的油类、酚类和部分悬浮物，常用方法包括隔油、气浮、混凝沉淀等；生化处理是核心环节，通常采用A/O（厌氧/好氧）、SBR（序批式反应器）或生物接触氧化法等工艺，通过微生物降解去除大部分有机物和氨氮；深度处理则用于进一步去除残余污染物，常见技术有高级氧化（如芬顿氧化、臭氧氧化）、活性炭吸附、膜分离等。
近年来，随着环保标准的不断提高，焦化污水处理系统正朝着高效、节能、资源化方向发展。部分企业开始探索污水回用与零排放技术，实现水资源的循环利用。总体而言，焦化污水处理是一项技术要求高、运行管理复杂的系统工程，对于保护生态环境、促进焦化行业可持续发展具有重要意义。
SBR工艺是一种新近发展起来的新型处理焦化污水的工艺，即为序批式好氧生物处理工艺，其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同，不同点是其在运行时，进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序，依次在一个反应池中周期性运行，所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统，系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易。该法处理焦化污水有着独有的优势：一是不要空问分割，时序上就能创造出缺氧和好氧的环境，即具有A／O 的功能，十分有利于氨氮和COD的去除。二是该法的沉淀是一种静止的沉淀，对焦化污水这种污泥沉淀性能不好的污水，固液分离效果非常明显。三是该法可以省去二沉池，其占地面积相对要小一些。SBR工艺流程图见图1
4 高效微生物／O—A—O工艺
焦化污水处理采用0一A一0工艺，总体分为两段，即初曝系统和二段生化系统。从功能上来看，初曝系统是对焦化污水进行预处理，为生物脱氮提供一个合适稳定的环境；二段生化系统主要是生物脱氮和去除剩余污染物，又分为兼氧反硝化、好氧硝化和去除COD两部分。 工艺流程如图2所示。
4.2 预处理系统
初曝系统(初曝池、初沉池)的主要作用是对焦化污水进行预处理，去除对硝化反硝化系统有害和有抑制作用的有机和无机污染物(如酚、氰等)，为生物脱氮提供一个良好的环境。在运行过程中溶解氧和COD去除效果的控制非常重要：若溶解氧过低，则污水中酚、氰等去除效果不好，将直接抑制生物脱氮的效果；若溶解氧过高，则COD降解率会大大提高，造成后段生物脱氮的碳源严重不足，致使反硝化效率不高，影响总氮的脱除。实践证明，预处理系统溶解氧控制在1～1.5 mg／L、COD去除率基本控制在50％～60％ 时处理效果最好，酚、氰等物质基本可以降到不影响生物脱氮的浓度。
生物脱氮系统由好氧硝化和兼氧(厌氧)反硝化及污泥回流系统组成。为了降低处理成本，充分用污水中的碳源，将厌氧反硝化进行了前置处理通过初曝预处理和前置反硝化处理，进入好氧阶段的COD含量为200～300mg／L，有利于硝化作用的进行。在硝化作用阶段投加氢氧化钠来调节系统pH值，使其维持在7.5～8.0；另外好氧硝化对进入系统的碳源反应比较敏感，一旦进入系统的COD>300 mg／L，硝化作用就会受到限制，系统出水氨氮明显上升。但是在反硝化阶段控制COD的降解较难，只有在初曝系统中进行控制，合理地调控系统COD降解效率是控制硝化和反硝化的关键。
5 硝化和反硝化工艺 全程硝化一反硝化生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在供氧充足的条件下，水中的氨氮在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸盐，再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸盐；反硝化反应是在缺氧或厌氧条件下，反硝化细菌在有碳源的情况下将硝酸根离子还原为氮气。硝化和反硝化工艺典型即A／O法(包括A2／O A／O ，A2／O2法)，该法在国内焦化厂实际应用的时间虽然还不算很长、但从已运行的厂家来看，其处理效果还是比较好的 只要精心设计操作得当，出水水质是可以满足排放标准要求的。
硝化作用是指污水中的氨氮在有氧的条件下，通过好氧菌作用，将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。在硝化反应进行之前，污水中的大部分有机物必须得到有效降解。降解有机物和进行硝化反应是在好氧池进行。
反硝化作用是在缺氧的条件下，通过反硝化菌作用，将污水中的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，逸入大气而达到无害化。在反硝化过程中需要消耗碳源，因此，在反硝化进行的同时，有机物也同时得到降解。反硝化反应在缺氧池进行。为了对出水水质严格把关，在中沉池后加一段接触氧化池，以进一步提高出水水质，使出水达标排放。其处理流程见图3。
6 普通活性污泥法 普通活性污泥法是一种较好的焦化处理方法，该法能将焦化污水中的酚、氰有效地去除，两项指标均能达到国家排放标准。但是，传统活性污泥法的占地面积大，处理效率特别是对焦化污水中的氨氮、有毒有害有机物的去除率低，而且活性污泥系统普遍存在污泥结构细碎、絮凝性能低、污泥活性弱、抗冲击能力差、进水污染物浓度的变化对曝气池微生物的影响较大、操作运行很不稳定等缺点。为了解决上述问题，近年来出现了一些新的生化处理方法。
二、焦化污水处理工艺方案比选 六种工艺都能达到预期的处理效果，但经分析比较，A2／O2 法工艺方案在以下方面具有明显优势：第一，以污水中有机物作为反硝化碳源和能源，不需要补充外加碳源。第二，污水中的部分有机物通过反硝化去处减轻了后续好氧段负荷，减少了动力消耗。第三，反硝化产生的碱度可部分满足硝化过程对碱度的需求，因而降低了化学药剂的消耗。第四，SBR对自控水平要求高，其相应的管理水平较高；而A2／O2法管理较简单，适合公司污水处理管理水平现状。第五，A2／O2法污水处理站建投资比SBR法略高，但其设备及自控方面的投资比SBR法低很多，相应的A2／O2法的总投资要小一些 第六，目前A2／O2 法工艺在焦化污水处理中应用较为广泛和成熟。
A2／O2 处理机理 A2／O2 处理流程包括污水处理、焦油处理及污泥处理3部分。
污水处理由3部分组成：预处理、生化处理和后处理。预处理包括除油池、气浮池和凋节池。生化处理包括厌氧反应器、缺氧池、好氧池、中沉池、接触氧化池和二沉池。后处理包括混合反应池、混凝沉淀池和过滤器。蒸氨污水和经过水泵提升的无压污水，酋先进入除油池，除去轻、重焦油后自流人气浮池。污水在气浮池中除去乳化油后进入调节池，以调节水量，均化水质。经过调节池的污水再经提升泵送至厌氧反应器，进行水解酸化反应，以提高污水的可生化性并降解部分有机物。厌氧反应器出水进入硝化液回流池并与从中沉池出水回流的硝化液相混合，再经回流泵提升至缺氧池进行反硝化反应，将亚硝酸氮和硝酸氮还原为氮气。并同时降解有机物。缺氧池出水进入好氧池进行脱碳和硝化反应。污水在硝化池中首先大幅度降解有机物，然后将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝酸氮。好氧出水进入中沉池，进行固液分离，上清液大部分回流。中沉池出水进入接触氧化池进一步降解有机物，然后进入二沉池进行沉淀。剩余的污水进入混合反应池，污水与絮凝剂经过混合和反应后进入混凝沉淀池，再次进行固液分离。混凝沉淀池出水再经提升泵送至过滤器进行过滤，过滤器出水送至厂内回用。
除油池分离出来的重油，经过蒸汽加热后由油泵提升至重油槽贮存。除油池轻油自流入轻油槽贮存。轻重油槽贮存的焦油及气浮产生的油渣定期用罐车拉入厂内焦油加工工段统一进行处理。
污泥处理包括污泥浓缩和污泥脱水。中沉池、二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥提升至污泥浓缩池，浓缩后的污泥经单螺杆泵提升至板框压滤机脱水。由于污泥产量不高，所以泥饼可供锅炉房焚烧或运至煤场。
清华大学钱易院士和张晓键、何苗等人采用北京某焦化厂污水进行一系列研究表明：
a．采用常规的活性污泥法，无法达到焦化污水排放标准要求。特别是常规活性污泥法对氨去除效果甚微；
b．经48小时常规活性污泥法处理后，出水经Gc—Ms测定，仅检出28种有机物，说明好氧法处理是有效的，但对难降解有机物的去除是有限的；
曹曼等“ 用光催化氧化法处理焦化污水，并研究了催化剂、pH、温度和时间对处理效果的影响。
白玉兴“等用焦炭一活性炭双级吸附法深度处理济南钢铁公司某焦化厂的生化车间出水，其结果表明，本法对COD 和悬浮物的去除效果较好某市新建体育中心工程钢结构施工组织设计，对硬度、氨氮的去除率较低。将粉煤灰作为吸附剂深度处理焦化污水，脱色效果好，COD、挥发酚去除率高，山西焦化厂与中科院山西煤化所合作研究“粉煤灰处理焦化污水”已在焦化厂实际应用。 吴健等人在原生物脱酚设备的基础上,用向二沉池中投加絮凝剂和新增焦炭、活性炭吸附塔等设备的方法对焦化污水进行深度处理,使污水中的CODcr 去除率达80%～90%。据介绍,利用斜发沸石处理氨氮污水,在污水浓度pH=5 的条件下,平均全交换容量达到12.96mg沸石,且交换容量随pH 值的增大而降低。处理后污水浓度由246mg/L 降到21.3mg/L ,氨氮去除率达91.3 % ,达到了国家标准。采用两种洗脱剂(氯化钠溶液和氧化钙乳液)进行洗脱,实验为大规模沸石法去除污水中的氨氮技术开发提供了技术依据,但无论国内,还是国外一直停留在试验阶段。
通过查阅资料可以知道从焦化污水的性质来说，焦化污水浓度高，成分复杂且含有多种常规工艺难以处理的污染物，因此，生化法处理量大、处理成本低、无二次污染，可以预见在今后较长的一段时间内，生化法仍将是焦化污水处理的主要方法。提高生化处理效率的生物处理新工艺、新技术的研究将是一个重要的发展方向。
三、BAF工艺处理焦化污水