焦化廢水是煤在高溫干硫、煤氣凈化以及副產(chǎn)品回收和精制過程中產(chǎn)生的一類典型工業(yè)廢水，除含有大量氮化物、氰化物、硫氰化物、氟化物等無機污染物外，還有高濃度的酚類、吡啶、喹啉、多環(huán)芳烴等有機污染物，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)廢水。2009年我國焦化廢水排放總量為20690萬t，占全國廢水總排放量的0．99%，化學(xué)需氧量(COD)排放量占全國工業(yè)總排放量的1．26%，氨氮排放量占全國工業(yè)總排放量的3．25%。而我國目前污水處理能力只占污水總量的20%，70%～80%的污水被直接排放，遠遠超過了目前的環(huán)境容量。污水處理方法主要有4種。

(1)物理法：主要有蒸汽吹脫、溶劑萃取、吸附、離子交換等。

(2)物理化學(xué)法：主要有超聲波、電解氧化法等。

(3)化學(xué)氧化法：主要有臭氧氧化法等。

(4)生物化學(xué)法：主要有活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤氧化塘等。

目前傳統(tǒng)污水處理方法存在投資大、運行成本高、反應(yīng)時間長、占地面積大及能耗高等問題。

河鋼宣鋼焦化廠焦化廢水量為80t/h，經(jīng)硝化—反硝化(A/O)及后續(xù)混凝沉淀處理后的水用于煉焦?jié)裣ń辜盁掕F沖渣。由于混凝沉淀處理方法對抗系統(tǒng)波動能力較差，在生化進水指標發(fā)生較大波動時，出水指標CODcr和氨氮含量超出排放濃度限值?？紤]到日益嚴峻的環(huán)保要求和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，河鋼宣鋼焦化廠對目前的焦化廢水處理技術(shù)進行研究，并結(jié)合本廠實際生產(chǎn)情況，將低溫超導(dǎo)磁分離技術(shù)應(yīng)用到焦化廢水處理領(lǐng)域，取得了非常好的效果。

1、低溫超導(dǎo)磁分離焦化廢水處理技術(shù)

1．1 低溫超導(dǎo)磁分離技術(shù)原理

開展新型、高效、低成本污水處理技術(shù)研究越來越重要和迫切，對于環(huán)境和生態(tài)保護具有重要意義。強磁場超導(dǎo)磁分離污水凈化技術(shù)是近幾年國外剛開始研究的新技術(shù)，在國內(nèi)也引起了關(guān)注，但尚未得到充分發(fā)展，它被認為是繼超導(dǎo)磁體在醫(yī)用核磁譜儀、礦物磁性雜質(zhì)分離領(lǐng)域應(yīng)用后，又一有希望工業(yè)應(yīng)用的新技術(shù)。傳統(tǒng)磁分離的磁體為普通電磁體或永磁體，電磁體所提供的磁場通常在1T左右，耗電量大;磁體體積大，目前提供的磁場大僅為0．5T，磁分離效果不明顯。隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，采用超導(dǎo)材料繞制的超導(dǎo)磁體可獲得4～10T的磁場。由于超導(dǎo)體在臨界溫度以下無電阻，因此，運行時耗電極低;且能在較大的空間范圍內(nèi)提供強磁場及高梯度磁場，可顯著提高磁分離系統(tǒng)處理效率。其造價低，日處理量達萬噸級超導(dǎo)磁分離污水處理系統(tǒng)的總投資遠小于同量級化學(xué)或生物法污水處理廠投資，這使得超導(dǎo)磁分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域大大拓寬。

我國在超導(dǎo)磁分離污水處理方面的研究工作主要集中于嘗試采用超導(dǎo)磁分離技術(shù)分離凈化鋼鐵企業(yè)廢水中磁性金屬雜質(zhì)顆粒。這些研究還是局限在分離污水中的磁性雜質(zhì)，而由于多數(shù)污水中的有毒有害物質(zhì)大多為酸、堿、有機物等，它們本身沒有磁性，用磁分離無法有效分離，為了使磁分離法可以分離無磁性的有害物質(zhì)，將Fe3O4表面進行有機功能化處理，研制出具有磁性又有絮凝效果的所謂“磁種”顆粒材料。利用磁種表面上的活性基團吸附污水中污染物，然后通過超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強磁場分離，才能實現(xiàn)超導(dǎo)磁分離凈化污水。因此，宣鋼焦化廠采用的整個超導(dǎo)磁分離處理污水系統(tǒng)可分為2個關(guān)鍵的部分，即氣氦冷卻的超導(dǎo)磁分離裝置和磁種。