焦化廢水是在煤高溫干餾、化工產品回收、精制過程中產生的高濃度廢水，其中含有大量的氨氮、酚、氰、吡啶、硫化物、喹啉等有毒有害污染物，成分極其復雜，具有可生化性差、高濃度、高色度、毒性大等特點[1-3]。目前，國內多采用生化法處理焦化廢水，但都很難達標排放，這對水體產生不利影響[4]。因此，對焦化廢水深度處理技術的研究近年來層出不窮，比如磁絮凝技術[5]、電催化氧化技術[6]、雙頻超聲技術[7]、微波-活性炭聯用技術[8]、超臨界水氧化法[9]、光催化氧化技術[10]、臭氧氧化法[11]等新工藝都是近年來國內外學者關注的焦點。然而，這些新方法和技術被用于處理焦化廢水各有利弊，離實際的工業應用仍有較大的距離[12-15]。

焦化廢水中有大量的含O,N,S,P 或As 等原子的有機毒害物質，本文根據螯合（或配合）技術的原理，在一定條件下向焦化廢水中加入適量的過渡金屬化合物，使其與廢水中很難被生化處理及化學氧化處理掉的含上述原子的雜環化合物、衍生物等反應，生成難溶于水的螯合（或配合）鹽，再加入少量有機或(和)無機絮凝劑下，形成絮狀沉淀，從而達到捕集去除這些極難降解的有機物的目的。本方法把催化劑、氧化劑及螯合（配合）劑聯用，比起普通氧化混凝技術及用石灰、煤渣等的吸附手段深處理焦化廢水，不但催化與吸附效果好，而且殘渣少得多，便于處理。結果表明經過螯合新技術處理后的廢水能很好達到國家一級排放標準。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

試劑：氯酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉、二氯甲烷、陽離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁鐵鹽、硫酸銅、其它過渡金屬鹽等，均為化學純，武漢萬維化工有限公司。

儀器：7890A/5975C 色質聯用儀，美國Agilent 公司。COD 快速測定儀：HH-6 型化學需氧量測試儀，江蘇江分電化學儀器有限公司。

測試方法：GC/ MS；COD 快速測定儀（HH-6 型化學需氧量測試儀）。

1.2 廢水取樣及處理方法

水樣取自某鋼鐵集團公司焦化廠A/O 生化階段沉淀池出水，廢水用聚乙烯塑料桶儲運，pH 為6.93。GC/MS 樣品制備具體操作步驟參照趙建夫等[16]提出的方法。

廢水處理方案1：生化外排水→pH 調節→氧化劑→混凝沉淀劑→靜置2 h 后→取上層清液制樣進行GC/MS 分析。

廢水處理方案2：生化外排水→pH 調節→氧化劑→催化劑+螯合（或配合）（配位）劑→混凝沉淀劑→靜置2 h 后→取上層清液制樣進行GC/MS 分析。

2 結果與分析

2.1 COD 測試結果與分析

（1）原生化出水COD 測試結果為360 mg/L。

（2）經上述方案1 處理后，靜置2 h，取上層清液COD 測試結果為138 mg/L，去除率達到61.7%，仍沒有達到國家一級排放標準。

（3）經上述方案2 處理后，靜置2 h，取上層清液COD 測試結果為39 mg/L，去除率達到89.2%，已經達到國家一級排放標準。

2.2 GC/MS 結果分析

經A/O 生化階段沉淀池出水的水樣的GC/MS 圖譜及有機污染物成分分析結果（有機物濃度、有機碳濃度）如圖1、表1 所示。水樣生化外排水深度處理前共檢出有機物59 種，包括3 種含硫有機物，21 種含氮雜環有機物，多種多環芳烴和石油烴類有機物以及包括酯、醇、酸、醛、酮等其他有機物。

經過方案1 普通氧化混凝處理后的GC/MS 圖譜及有機污染物成分分析結果（有機物濃度、有機碳濃度）分別如圖2、表2 所示。水樣生化外排水經普通氧化、混凝沉淀方法處理后有機物的種類降為35 種，分別為3 種含硫有機物，17 種含氮雜環有機物以及多種多環芳烴和石油烴類有機物以及其他有機物；得出結果（1）：經過氧化絮凝后雖然有機物減少了24 種，但其中仍含有大量含氮含硫有機物。

經過方案2 螯合技術處理后的GC-MS 圖譜及有機污染物成分分析結果（有機物濃度、有機碳濃度）分別如圖3、表3 所示。水樣生化外排水經“復合催化氧化技術+螯合（或配合）技術+混凝沉淀技術”深度處理后有機物的種類降為18 種，含氮有機物為5 種，含氮含硫有機物顯著減少。其中有機物含有未成鍵孤對電子的O,N,S,P 和As 等原子，存在孤電子對，能夠與金屬離子尤其是過渡金屬離子空的d 軌道形成配位共價鍵，構成螯合（或配合）物(通常為環狀)的穩定結構，生成螯合鹽，然后與加入的絮凝劑形成絮狀沉淀，從而達到捕集去除這些極難降解的有機物的目的，實現了對難降解有機物的有效降解。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

3 結論

（1）焦化廢水里含有的大量有毒有機物很多無法被生物降解，因此焦化廢水經生化處理后，仍需要被深度降解才能達標排放。通過普通氧化、混凝沉淀法深處理本生化處理后原水樣，COD 從360.5 mg/L 降到138 mg/L，仍沒有達到國家一級排放標準。

（2）本實驗綜合采用“復合催化氧化技術+螯合（或配合）技術+混凝沉淀技術”深度處理本生化處理后原水樣，COD 從360 mg/L 降到39 mg/L，已經很好地達到國家一級排放標準。精確用到催化劑、氧化劑及螯合（配合）劑，因此，比起用石灰、煤渣等的吸附手段，不但催化與吸附效果好，而且殘渣少得多，能得到綜合利用或妥善處理，并且經濟、實用、有效，均符合有關廢渣的處理規定。

（3）從上述結果看出，含有大量有機物、特別是含多種含氮有機物、含硫有機物的焦化廢水，經普通氧化混凝技術很難將其徹底降解，而通過催化氧化與螯合（配合）技術的綜合利用，實現了對其難降解物的有效降解。

（4）有待解決的問題：本實驗綜合技術“復合催化氧化技術+螯合（或配合）技術+混凝沉淀技術+復合分離技術”還沒有在一線生產單位正式放大中試，有待進行工業化中試，確定可行的生產方案。