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)物理化學法：主要有超聲波、電解氧化法等。

(3)化學氧化法：主要有臭氧氧化法等。

(4)生物化學法：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。考慮到日益嚴峻的環(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進行研究，并結合本廠實際生產(chǎn)情況，將低溫超導磁分離技術應用到焦化廢水處理領域，取得了非常好的效果。

1、低溫超導磁分離焦化廢水處理技術

1．1 低溫超導磁分離技術原理

開展新型、高效、低成本污水處理技術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。強磁場超導磁分離污水凈化技術是近幾年國外剛開始研究的新技術，在國內(nèi)也引起了關注，但尚未得到充分發(fā)展，它被認為是繼超導磁體在醫(yī)用核磁譜儀、礦物磁性雜質(zhì)分離領域應用后，又一有希望工業(yè)應用的新技術。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。隨著超導技術的發(fā)展，采用超導材料繞制的超導磁體可獲得4～10T的磁場。由于超導體在臨界溫度以下無電阻，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磁分離污水處理系統(tǒng)的總投資遠小于同量級化學或生物法污水處理廠投資，這使得超導磁分離技術的應用領域大大拓寬。

我國在超導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磁分離技術分離凈化鋼鐵企業(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，通過超導磁體產(chǎn)生的強磁場分離，才能實現(xiàn)超導磁分離凈化污水。宣鋼焦化廠采用的整個超導磁分離處理污水系統(tǒng)可分為2個關鍵的部分，即氣氦冷卻的超導磁分離裝置和磁種。