摘要：针对焦化废水复杂的有机污染物组成，进行了深度处理现场中试研究。研究结果表明，所采用的混凝-沉淀-Fenton氧化-砂滤工艺组合能有效去除焦化废水中的氰化物、酚类、多环芳烃和杂环化合物等难降解有机污染物，使废水达到环保排放标准。该研究为类似工业废水的深度处理提供了实用的操作指导和技术支持，具有重要的工程应用价值。

　　关键词：焦化废水；中试研究；应用价值

　　0引言

　　焦化废水是煤焦化学工业中难以避免的复杂废水，含有挥发酚、多环芳烃等难降解有机物，具高毒性和难处理特性[1]。我国每年约产生3亿t焦化废水[2]，其排放严重威胁环境和健康，迫切需要高效处理和水资源综合利用技术。深度处理焦化废水是环保研究的重点之一。

　　本研究的重点在于要解决焦化厂废水处理站生化处理段效果不稳定的问题，关键在于优化生化反应条件和管理运营策略。某个焦化厂区目前存在的挑战是处理效果的波动性，因此需要通过研究不同深度处理工艺，找到最适合的组合工艺来改善废水处理站的运行效率。

　　1生化处理段处理效果研究

　　本研究致力于改善某焦化厂废水处理站的运行效果。通过引入厌氧池和好氧池，并接种厂内污泥中的微生物，以解决处理效果不稳定的问题。焦化厂废水含有复杂的有机污染物，因此目标是找到可靠高效的处理方案，确保出水符合环境排放标准。厌氧池提供低氧甚至无氧环境，促进厌氧菌群生长活性，部分降解有机物质为中间产物。这些产物在好氧池中进一步氧化分解，最终转化为无害无机物和二氧化碳，完成废水处理过程。经过适应期后，微生物群稳定下来，展现出对污染物高效去除的能力。

　　优化操作参数如温度、pH值、溶解氧浓度等，提高系统稳定性和效率，确保在不同条件下仍保持良好处理效果。旨在为焦化厂提供可持续废水处理解决方案，支持其环保和可持续发展目标。

　　如图1所示，污水处理系统中，有效去除氨氮是确保出水符合排放标准的关键步骤。系统经历了几个关键阶段：初始阶段，厌氧和好氧处理单元对氨氮浓度的不同响应。前30 d内，厌氧出水氨氮浓度与进水基本一致，而好氧处理效果较差，甚至造成出水氨氮略高。这可能是微生物群体未完全适应导致的。随着时间推移，系统内部微生物活性增强，厌氧降解效率提高，部分有机氮转化为氨氮，导致出水略高于进水。但整体来看，厌氧出水氨氮浓度变化与进水趋势一致，显示系统稳定处理能力。30 d后，好氧处理开始显现明显效果，即使进水氨氮浓度明显上升，好氧单元保持稳定，展现出良好冲击响应能力。经过60 d稳定运行，系统氨氮去除率稳定在95.4%到97.4%，出水经固液分离后氨氮控制在10 mg以下，达到排放标准。这些数据显示系统长期运行中的适应性和稳定性，强调了厌氧和好氧处理的协同作用。这一成功经验对类似工业污水处理系统的设计和优化具有重要参考价值，尤其是处理高氨氮废水时技术稳定性至关重要。

　　图2显示了焦化厂废水处理中试生化段的COD去除效果。试验期间，进水COD波动较大，主要受到生产线影响，但在63~78 d期间表现出显著的去除效果。进水COD在1 500 mg/L到2 700 mg/L之间波动。厌氧单元展示了有限的COD去除率，但能有效降解复杂有机物为易生化的小分子物质，有利于后续好氧单元的处理效果。试验初期，好氧单元的COD去除效率较低，导致有机物在池内积累，前30 d未观察到硝化作用。然而，30天后好氧池出水中COD显著下降，随后稳定在300 mg/L以下。这表明好氧池逐渐适应并提高了对COD的去除能力。在试验中，持续监测和调整好氧池的溶解氧（DO），通过优化风机出口阀门，保持ρ（DO）在2.3 mg/L以上，有助于维持微生物活性和处理效果的稳定性。

　　综上所述，中试生化段展示了厌氧和好氧单元协同作用的重要性。厌氧单元预处理复杂有机物，而好氧单元在适应期后显著提高了COD的去除效率。通过优化操作条件，成功实现了废水处理效果的稳定和提升，为工业废水处理提供了实验数据和操作经验。
       2深度处理段处理效果研究

　　在污水处理系统的深度处理阶段（第72 d启动），二沉池出水的COD维持在185.6 mg/L到299.5 mg/L之间。经过混凝-Fenton-砂滤处理后，出水的COD稳定在37.9 mg/L到60.4 mg/L之间，达到了排放标准并表现出良好的处理效果，如图3所示。混凝-Fenton-砂滤组合工艺在降解有机污染物方面表现出了优异的能力，有效地将水体中的COD降低到符合环保要求的水平。深度处理段的引入不仅进一步提升了系统的处理能力，还确保了出水质量的稳定性和可靠性。这种技术组合不仅适用于当前系统，而且为类似污水处理工程提供了有益的参考，特别是在处理高浓度有机废水时，其有效性和可操作性得到了充分验证。

　　在污水处理系统的深度处理阶段，混凝和Fenton工艺组合显著提高了COD去除率和水质稳定性。首先，混凝单元采用PAC和阳离子PAM作为混凝剂，投加量分别为100~120 mg和1 mg。经过处理，COD去除率稳定在30%左右，这一效果在整个运行期间保持良好。混凝过程能有效凝聚悬浮物和有机物，为后续的Fenton处理奠定基础。在Fenton单元，初始pH值控制在2.80~2.95之间。在初始阶段，双氧水和七水硫酸亚铁的投加量分别为0.45 mL和0.5 gL，其CODcr比值分别为3.02 mL/g~3.36 mL/g和0.68~0.75 mL/g。初始的COD去除率仅为50%左右，这与混凝出水COD波动有关。为提升效果，后续将双氧水和七水硫酸亚铁的投加量分别提升至0.6~0.8 mL和0.7~0.85 gL，COD去除率随之提升至70%左右。这表明调整药剂投加量能有效改善Fenton氧化反应的效果，进一步降低出水COD浓度。随着Fenton处理效果的提升，砂滤进水的悬浮物和COD浓度也相应减少。砂滤单元的COD去除率从前5 d的约20%降低至约10%以下，显示出整体处理系统的优化效果，如图4所示。

　　整个过程总共21 d，日均废水处理量约24 m3，经过核算得出平均每处理1 m3废水需要4.34元，未包括其他间接成本。综上所述，该中试系统通过混凝-Fenton-砂滤工艺组合，成功提升了焦化废水的处理效率和水质达标能力，为类似废水处理工程提供了可靠的技术参考和操作经验。

　　3结语

　　1）在焦化废水处理中，深度处理阶段的控制和优化对达到排放标准至关重要。采用混凝-沉淀-Fenton氧化-砂滤工艺组合，有效降低废水中的COD和色度，满足《炼焦化学工业污染物排放标准》一级要求。混凝阶段使用PAC和PAM作为混凝剂，PAC投加量为100～120 mg，确保悬浮物和有机物有效凝聚。

　　2）Fenton氧化阶段关键控制参数包括pH值调节至2.8～3，双氧水和七水硫酸亚铁的精确投加量，以充分进行氧化反应。砂滤操作有效去除COD至40~60 mg/L，彻底去除色度，使废水达标。

　　3）运行成本约4.34元/m3，显示工艺效果显著且经济可行。

　　[1]李小亚，赵海霞，栗勇田，等.焦化废水深度处理工艺优化研究[J].绿色科技，2024，26（12）：53-58.

　　[2]隗合雷.焦化酚氰废水处理系统升级改造实践[J].化工管理，2024（18）：59-62.