焦化废水作为钢铁行业的副产物，属于剧毒性有机废水，按1t焦炭产生约0.6t废水，2015年我国焦化废水产量达2.93亿吨, 占全国废水总量的1.32%.其中, 由于废水中高浓度的酚类对生物反应的抑制作用, 使焦化废水的处理比生活污水要困难很多, 需要较长的水力停留时间降解难降解有机物, 从而造成了焦化废水的处理表现出高能耗和高费耗的现象.其中, 以OAO工艺为核心的武汉某焦化废水处理厂处理焦化废水吨水费用高达约43 CNY·m-3, 是以2007年价格水平下我国污水处理费用1.0~2.0 CNY·m-3的10倍以上, 是2008年用传统活性污泥法处理生活污水并达到回用标准费用的5~8倍, 表明废水处理工程运行中的能量消耗与水量和水质相关.能耗在未来污水处理厂运行费用中所占的比重会越来越大, 逐渐成为新建污水处理厂工艺选择的主要考虑因素。
水处理技术的发展由关注处理效率模式逐渐转向追求能效以实现节能减排.现有的污、废水处理工程能耗研究主要有两种类型：其一是通过对大量的废水处理工程进行调研, 得到实际读表数据, 然后进行数据统计分析;其二是通过统计现场安装设备的总装机功率, 结合设备利用率, 获得能耗估算值.这两种类型虽然能粗略得到能耗数据, 但难以准确评估工艺各个部分的能耗水平, 缺乏与废水水质、运行操作等因素的结合.目前为止, 针对焦化废水处理工程能耗的研究仍处于空白阶段, 非常不利于了解焦化废水处理耗能原因与整个行业的节能减排。
本研究拟建立基于国内外实际焦化废水处理工程通式(预处理+生物处理+深度处理)下的不同耗能单元模型加权的总运行能耗模型, 该模型能够提供与水质、水量相关联, 能反映当前工艺流程、设备水平、管理能力的废水处理能耗的响应数据。主要内容包括：
（1）以OHO流化床工艺为核心的实际焦化废水处理工程为案例, 根据耗能设备、处理目标和单元功能不同将整个处理工程进行耗能单元系统分解, 通过分析各单元系统耗能原理, 用实际工程参数优化, 得到各单元系统能耗估算模型;
（2）将各个单元系统模型加权得出工程系统总运行能耗模型, 然后分别采用HRT法和24 h法模型对实际工程运行数据计算能耗值与实际工程24h读表电耗值比较评价模型预测的准确性, 得到两种计算方法下各单元系统的能耗值、能耗分布规律以及水质、水量对吨水电耗和能耗分布的影响.研究目标为单元系统和工程系统之间的耗能建立数学描述关系, 有助于考察能耗构成及其对归一化的能耗指标的贡献, 为废水处理工程寻找节能降耗控制节点提供依据。
系统性地分析了以OHO流化床为核心工艺的实际工程, 得到了基于能耗设备、处理目标和单元功能分类下各单元系统的能耗模型和工程系统总运行综合能耗模型, 用实际读表数据和水质监测数据验证了HRT算法和24 h算法的可靠性， 将工程系统分解为气浮、废水输送、泥渣输送、鼓风曝气、混合、脱水、加药以及公用的8个耗能单元系统, 然后通过8个单元系统能耗加权计算求得工程系统总运行能耗。
焦化废水处理工程的运行能耗主要影响因素为水量、污泥量、水质、溶解氧、硝化液回流比, 而水质因素可以归一化为进水COD和总氮浓度, 据此, 可以用较少的参数快速核算已建、估算未建焦化废水处理工程的能耗;在24 h算法和HRT法模型法当中, *使用HRT算法作为焦化废水处理工程不同工艺能耗比较的统一衡量标准;通过单元系统的能耗占比分析发现, 工艺、设备与管理的耗能权重明显下降, 指明了节能的方向和控制点主要为适合于水质特征的工艺, 即优化的工艺是节能的根本。
