煤焦油是焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，其組成成分極其復(fù)雜，多數(shù)情況下是由煤焦油工業(yè)專門進(jìn)行分離、提純后得到并加以利用。煤焦油精加工可得到多種化工產(chǎn)品，但煤焦油加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒廢水，該類廢水含高濃度有機(jī)物、氰等劇毒物質(zhì)，毒性大，成分復(fù)雜。其中有機(jī)污染物主要為單環(huán)或多環(huán)芳香族化合物以及含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物，如高濃度的酚、萘、苯胺、吡啶、喹啉、苯并芘等。酚類化合物對(duì)所有的生物都有毒，它們可以使細(xì)胞失去活力，蛋白質(zhì)凝固;多環(huán)芳烴可使人致癌，一般很難生物降解。


現(xiàn)在國內(nèi)乃至世界都在大力研究焦化廢水的處理問題，鮮有人深入研究煤焦油廢水。煤焦油加工廢水與傳統(tǒng)焦化污水即酚氰污水既有相同之處又有很大區(qū)別，除都含有高的氰、氨氮外，煤焦油加工污水中揮發(fā)酚、吲哚、苯并芘(a)、萘、茚、油類等含量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)焦化污水。

根據(jù)焦油加工生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，煤焦油廢水主要來自:①焦油大槽中的焦油靜置分離水，此部分污水單獨(dú)收集;②焦油一段、二段蒸發(fā)器分離水，工業(yè)萘油水分離器分離水;③焦油大槽分離水與焦油加工各分離器廢水送公司廢水槽;④洗滌分解NaSO4污水及精酚裝置污水，其中精酚高濃污水揮發(fā)酚含量在3%～10%，返回洗滌分解配堿槽，回收其中揮發(fā)酚，洗滌分解污水單獨(dú)儲(chǔ)存處理;⑤清掃管道產(chǎn)生的廢水以及地表污水，生活污水等。目前我國焦油廢水大都未經(jīng)徹底處理，造成水環(huán)境嚴(yán)重污染，同時(shí)也威脅到人類的健康。

焦油廢水的處理方式與焦化廢水大致相同，通過一般的預(yù)處理、生物脫氮二次處理，最終的COD、氨氮等指標(biāo)很難達(dá)標(biāo)。本文中綜述了近年來國內(nèi)外焦油廢水的處理方法，并對(duì)其中存在的問題做了分析，提出焦油廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢。

1焦油廢水難降解有機(jī)物的處理現(xiàn)狀

1.1物理化學(xué)處理方法

1.1.1混凝法

混凝法的關(guān)鍵在于混凝劑，常見的混凝劑有鋁鹽、鐵鹽、聚鋁等。顏家保等以硅酸鈉和硫酸鐵制備了一種新型的混凝劑—聚硅硫酸鐵，探究了聚硅硫酸鐵的Fe與Si的摩爾比、pH以及投加量等因素對(duì)聚硅硫酸鐵的混凝效果。發(fā)現(xiàn)當(dāng)n(Fe)∶n(Si)=1.00∶1.00，水樣pH為6.52以及投加量為20mg/L時(shí)，除油率達(dá)到90.2%，COD去除率約為62.5%。

該絮凝劑之所以表現(xiàn)突出，是因?yàn)樵谥苽溥^程中加入了活性硅酸，改善了聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。開發(fā)成本低、功效大的新型混凝劑有助于廢水的高效處理。通過3種因素來探討聚硅硫酸鐵的性能還略顯不足，例如溫度等其他因素也應(yīng)考慮。

1.1.2超臨界氧化法

超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期提出的一種能徹底破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)的新型氧化技術(shù)，即將水加溫加壓至超臨界狀態(tài)(Tc≥374.3℃，Pc≥22.1MPa)的加氧反應(yīng)。此狀態(tài)下有機(jī)物在水中溶解度大幅增加，能與氧化劑充分接觸反應(yīng)，幾乎所有的有機(jī)物都可以被氧化分解成CO2和H2O，有很高的分解效率。

全魁等在最佳反應(yīng)條件溫度420℃、壓力25MPa、反應(yīng)時(shí)間30min、2倍的雙氧水氧化劑，采用間歇超臨界水氧化裝置處理焦油高酚廢水，COD去除率達(dá)99.1%，出水COD質(zhì)量濃度152mg/L，除氨氮指標(biāo)外，出水基本達(dá)到國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化劑的加入量對(duì)該反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要，過多或過少都會(huì)影響出水水質(zhì)。該方法在處理高濃度有機(jī)廢水上效果顯著，建議加大超臨界裝置的工業(yè)應(yīng)用。

1.1.3臭氧化法

臭氧具有超強(qiáng)的氧化性，能與廢水的絕大多數(shù)有機(jī)物、微生物迅速反應(yīng)，可以去除廢水中的酚、氰，并降低廢水中的COD，同時(shí)起到脫色、除臭、消毒的作用。

Chang等通過臭氧化法來處理廢水，色度和硫氰酸鹽幾乎被完全去除，臭氧消耗率降為0.2時(shí)，TOC去除率增加到30%，表明易降解污染物幾乎被完全降解。但是由于這種方法投資高、耗電多等缺點(diǎn)，一般用于廢水的深度處理。

1.1.4超聲波法

超聲波在化學(xué)方面的研究始于1927年，Rids和Loomis發(fā)現(xiàn)超聲波可以加速常規(guī)反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)。近年來，超聲波被用于解決水污染有關(guān)的問題，尤其是去除廢水中的有毒且難降解有機(jī)物。

Ning等進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，一組單一活性污泥，另一組經(jīng)過超聲波處理過的活性污泥。廢水由兩者處理240min后，后者的COD去除率由48.29%提高到80.54%。

1.1.5、Fenton氧化法

傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)通過過氧化氫和2價(jià)鐵鹽在酸性條件下產(chǎn)生高活性羥基自由基，這種自由基能氧化有機(jī)化合物。但是傳統(tǒng)的Fenton法會(huì)產(chǎn)生Fe3+，造成麻煩的污泥問題。近年來，為了加強(qiáng)傳統(tǒng)的Fenton氧化過程，進(jìn)行了各種研究。

Chu等通過改進(jìn)的Fenton氧化法，具體是將2價(jià)鐵鹽替換為鐵粉，與過氧化氫一起構(gòu)成新型Fenton試劑。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沒有Fe3+產(chǎn)生，并且在pH為6.5，過氧化氫濃度為0.3mol/L時(shí)，反應(yīng)1h后，COD的去除率達(dá)到44%～50%，總酚的去除率接近95%。多數(shù)有機(jī)物，包括雙環(huán)呋喃、喹啉、間苯二酚、呋喃酚都被完全去除。Fenton試劑法在處理焦油廢水等有毒有害難生物降解有機(jī)廢水中具有極大潛力，但是該方法處理費(fèi)用較高，只適用于低濃度、少量廢水處理。

1.1.6二氧化氯法

二氧化氯具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性和氧化能力，在水處理的條件下可與很多的有機(jī)化合物反應(yīng)。二氧氯與酚類化合物，多環(huán)芳烴中的蒽、菲、苯(a)并和苯(a)并蒽，有機(jī)硫化物(如甲硫醇、硫醚和二化物)等在水處理?xiàng)l件下或特定條件下反應(yīng)。二氧化氯不與脂肪族和芳香族碳?xì)浠衔?、羧酸RCOOH(其中R為飽和烷基)、醇類、一些不飽和羧酸、N－雜環(huán)化合物和有機(jī)氯農(nóng)藥等反應(yīng)。

左金龍以某廠實(shí)際工程為對(duì)象，研究了二氧化氯對(duì)含煤焦油廢水的去除效果，結(jié)果表明，處理質(zhì)量濃度為0.845mg/L的煤焦油水樣，在pH為7，溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為1h的條件下，煤焦油的最大去除率為42%。說明煤焦油中含有大量的難降解物質(zhì)，特別是瀝青成分。含有煤焦油的廢水處理有待于進(jìn)一步深入的研究。

1.1.7焚燒法

楊元林等通過對(duì)廢水焚燒處理的研究，認(rèn)為焚燒處理工藝對(duì)于處理焦化廠和煤氣廠產(chǎn)生的高濃度廢水是一種切實(shí)可行的處理方法，特別適用于北方寒冷地區(qū)，并且焚燒工藝還可以產(chǎn)生蒸汽供生產(chǎn)和生活使用，可大大降低運(yùn)行費(fèi)用。雖然焚燒效率高，不造成二次污染，但是其處理費(fèi)用昂貴，在國外應(yīng)用較多，國內(nèi)鮮有使用。

1.1.8等離子體處理技術(shù)

研究用高壓毫微秒脈沖放電等離子體處理有機(jī)廢水的技術(shù)在20世紀(jì)90年代就開始了。在毫微秒高壓脈沖的作用下，氣體間隙產(chǎn)生放電等離子體，放電等離子體中存在大量高能電子，這些高能電子作用于水分子，產(chǎn)生大量的水合電子等強(qiáng)氧化基團(tuán)來氧化水中有機(jī)物，從而達(dá)到降解有機(jī)物的目的。

江白茹等通過使用放電等離子體來降解廢水中的氰化物、氨氮、COD等有機(jī)物。廢水中氨氮和多環(huán)芳烴對(duì)COD的去除效果影響較大，COD的濃度呈降低、升高、降低、升高、降低的趨勢。而氰化物和氨氮的去除效果較好。多次放電可減小生物處理過程中氰化物和氨氮對(duì)生物的抑制作用，提高可生化性。但是該處理裝置費(fèi)用較高，有待進(jìn)一步開發(fā)，以減少成本。