焦化廢水是焦炭生產過程中，來自于配合煤水份和煉焦過程反應的化合水，隨荒煤氣回收經蒸氨處理產生的含酚氰廢水，本鋼北營鋼鐵(集團)股份有限公司煉鐵總廠焦化廢水主要成分包括COD≤4000mg/L，氨氮≤50mg/L，pH值：6~9，揮發酚≤700mg/L，氰化物≤20mg/L。由于近年來的環保管控要求日益嚴格，對焦化廢水減量化、無害化處理技術需求呼聲越來越高，無論從經濟效益角度，還是從環保效益角度，進一步開發和研究焦化廢水技術，減少對環境水體的污染勢在必行。本文通過研究和開發焦化廢水零外排技術，確定并實踐了源頭預處理系統建設、生化系統升級、后混凝系統處理更新、中水系統建設的工藝技術線路，最終使中水系統產水達到工業生產用水補水標準，中水系統濃水達到《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)中表1.1規定的間接排放限值要求，用于煉鐵高爐沖渣。至此焦化廢水經處理后全部回收利用。從根本上實現了無害化、減量化的目標。

1、焦化廢水概述

本鋼北營鋼鐵(集團)股份有限公司煉鐵總廠焦化廢水(簡稱蒸氨廢水)由3個生產區組成：一

區蒸氨廢水產生量：34m3/h;二區蒸氨廢水產生量：26m3/h;三區蒸氨廢水產生量：70m3/h，需處理總量合計為130m3/h。原一區蒸氨廢水工藝為AAO+芬頓，二區蒸氨廢水工藝為AAO，三區蒸氨廢水工藝為AAO生化系統+超電解(芬頓)+生物曝氣濾池，一、二、三區蒸氨廢水處理系統均含有投加稀釋水的設計(蒸氨廢水：稀釋水=1：1)。一、二區處理后廢水均送至污水處理廠進一步處理后回用至各廠工業補充水，三區處理后廢水全部送至鐵廠高爐沖渣。但各區處理后總水量偏大不符合集團公司減量化、無害化的管理理念，也影響到零外排的戰略目標，所以急需規劃新的廢水處理工藝方案并提高處理后水質。

2、焦化廢水生化系統零外排技術研究與應用

本鋼北營鋼鐵(集團)股份有限公司在廢水減量化、無害化及零外排方面一直進行探索研究，針對3個生產區物理距離分散，各區廢水處理系統能力有所區別：一區蒸氨廢水設計處理能力50m3/h，二區蒸氨廢水設計處理能力35m3/h，三區蒸氨廢水設計處理能力100m3/h，均執行蒸氨廢水與稀釋水比例為1：1的生產模式。三區設計處理最大。結合實際蒸氨廢水需處理量和現場占地空間有限無法擴建的情況，決定將一、二、三區蒸氨廢水統一到三區廢水系統處理，并采取零稀釋水的工藝，增設預處理系統以降低蒸氨廢水污染物濃度，從而實現現有三區生化系統處理能力可滿足3個生產區產生的蒸氨廢水處理需要的目標，最后輔助完善混凝加藥系統、增設中水系統，達到實現減量化、無害化及零外排。

2.1 確定基本工藝路線

預處理系統(新增)、生化系統(更新厭氧缺氧池舊的花環填料、好氧曝氣微孔改為懸插式)、混凝加藥系統(完善加藥種類)、增設中水系統(臭氧發生器、催化氧化塔、一級超濾反滲透)，產水自回用水池送至三區工業水蓄水池作為生產消防水補充水，濃水收集在濃鹽排放水池，送至高爐沖渣水池作為沖渣補水。生化工藝流程如圖1所示。

2.2 預處理系統技術

將一、二、三區蒸氨廢水集中至重油除油池，重力除油后送至納米氣浮池出去浮油，浮選出的油沫、油渣收集送至配型煤系統，廢水70%~100%轉入預曝氣池，30%~0依次進入厭氧、缺氧池。經預曝氣池氧化、破鏈降解，將主要污染物濃度COD指標由4000~4500mg/L降至300~500mg/L，降解率可達到90%，氨氮<30mg/L。預曝氣池采用懸插式曝氣頭，由風機供壓縮空氣，同時投加磷類、純堿、葡萄糖藥劑補充穩定C：N：P比例未100：5：1;池內設置回流沉淀裝置，消泡水采用該回流沉淀裝置的上清液，沉淀的污泥部分回流、部分送至生化段的污泥濃縮池。預曝池沉降比控制在60%~70%，最高≤80%，沉降比超高就要加強排泥操作。

2.3 生化系統技術

由于70%以上的蒸氨廢水98m3/h經過預曝池提前降解，污染物濃度COD已降至300~500后進入好氧池(利舊未擴容)，而剩余未經預曝池處理的蒸氨廢水量最大僅為42m3/h，進入原厭氧池和缺氧池(其原設計處理能力為100m3/h)，缺氧出口的污染物濃度COD也會被降解到COD600~900mg/L，氨氮<20mg/L。綜合預曝池出水和缺氧池出水總量在140m3/h，COD300~500mg/L，氨氮<30mg/L進入好氧池。該好氧池原處理能力總流量200m3/h(100m3/h廢水：100m3/h稀釋水，COD<900mg/L，氨氮<80mg/L)完全能滿足總流量140m3/h、COD300~500mg/L，氨氮<30mg/L的實際處理需求。1a的實踐證明：好氧池出口COD可穩定達到≤400mg/L，氨氮≤3mg/L，酚≤0.3mg/L，氰≤0.2mg/L。

2.4 混凝加藥系統技術

為保證生化處理后廢水能順利進入中水系統進行深度處理，需要對生化處理后廢水進行混凝、排泥操作，在原有混凝沉淀系統的基礎上，完善加藥藥劑種類和投加點位，利用凈水劑、聚鐵、液堿等藥劑將廢水進行絮凝沉淀，加藥后的廢水指標可實現COD≤80mg/L，氨氮≤1mg/L(甚至測不出)。懸浮物≤70，色度≤150倍。由于實際生產運行過程中，懸浮物指標易產生波動，所以在混凝出水的中間水池增加了一臺保安過濾裝置(轉盤過濾器)，保障進中水系統的水質進一步穩定合格。

2.5 增設中水系統技術

為達到中水回用及零外排的設計規劃目標，就要保證有可靠充分的中水處理能力，經多方技術交流確定采用臭氧氧化+多介質過濾器+保安過濾器+超濾膜過濾+反滲透膜的工藝。

臭氧氧化環節主要是為了保障混凝后廢水COD指標在進入超濾膜過濾器前能穩定保持在50mg/L，減少其污堵的程度和反洗的頻次。但在臭氧氧化生產運行過程中會由于強氧化破鏈作用導致水體中懸浮物增加，此部分懸浮物顆粒不均勻，一方面稍大顆粒會在超濾膜前的保安過濾器被截留下來，造成保安過濾器濾芯更換頻率上升，另一方面微小顆粒會透過超濾膜進入反滲透膜，對反滲透膜造成污堵，外在表現為反滲透膜壓差增高頻率上升。所以臭氧環節的使用可視混凝后廢水懸浮物及COD含量而選擇調整氧消耗量、臭氧發生器功率甚至階段性開啟或者停運臭氧氧化工藝。超濾膜日常使用壓差須保持在-20Pa以內，并設置自動反洗程序，當壓差達到-22Pa以上時，則需要停產進行化學清洗。

3、焦化廢水零外排技術研究與應用的意義

3.1 示范意義的推廣

本鋼北營鋼鐵(集團)股份有限公司煉鐵總廠焦化廢水基于“無害化、減量化”的先進治理理念，針對日益嚴格的環境安全標準，運用源頭減負、過程減量的方法，深度研究和開發先進技術的融合，歸納并創造出一套績效雙優的工藝技術，并在實踐生產中得到充分的驗證，取得了良好的治理效果，成功地實現了零外排的戰略目標。

3.2 顯著的效益

焦化廢水零外排技術研究與應用因減少廢水處理后的排出量，使后續污水處理廠不用再接收和處理焦化廢水，降低了其運行成本;同時可利用新系統產水作為三區生產用水的補充水，替代了一部分新水的消耗量，減少企業運行的成本。據統計，年減少污水處理廠運行成本512.46萬元，新水降耗每年可節約78.84萬立新水。

4、結語

“焦化廢水零外排技術研究與應用”打造了績效雙優的焦化廢水處理工藝，成為焦化廢水處理的標桿性技術，在眾多的焦化廢水處理類型中，從源頭減負、過程減量、結果穩定合格3個方面給焦化廢水行業的治理提供了有力的參考和寶貴的經驗。（來源：本鋼北營鋼鐵(集團)股份有限公司煉鐵總廠）