焦化废水零排放的工艺研究

广９２　东化工　２００６年第７期　第３３卷总第１５９期　ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ　焦化废水零排放的工艺研究　杨红霞　，程小冬　，刘建国　（１．济宁职业技术学院生物化学工程系，山东济宁，２７２０１５；　２．山东民生煤化有限公司安全环保处，山东济宁，２７２０３７）　Ｉ摘要】介绍了焦化废水经生化处理和深度处理的过程，废水水质可达到回用标准，经综合利用，可以实现零排放。　Ｉ关键词１焦化废水；深度处理；废水回用；污水零排放　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　Ｚｅｒｏ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｆｏｒ　Ｃｏｋｉｎｇ　Ｅｆｌｕｅｎｔ　ｆＹａｎｇ　Ｈｏｎｇｘｉａ　，Ｃｈｅｎｇ　Ｘｉａｏｄｏｎｇ　，Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｇｕｏ　（１．Ｊｉｎｉｎｇ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｇｅ，Ｊｉｎｉｎｇ　２７２０３７；２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｍｉｎｓｈｅｎｇ　Ｃｏｋｅ—Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｌｉｍｉｔｅｄ，　Ｊｉｎｉｎｇ　２７２０　１　５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｈａｔ　ｂｉｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｅｆｌｕｅｎｔｆ　ｃａｎ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　ｔｈｅ　ｒｅｕｓｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｓｔａｎｄａｒｄ，ａｎｄ　ｃａｒｒｉｅｓ　ｏｕｔ　ｗａｓｔｅ　ｗａｔｅｒ　ｚｅｒｏ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｏｆ　ｃｏｋｉｎｇ　ｅｆｌｕｅｎｔｆ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｋｉｎｇ　ｅｆｌｕｅｎｔ；ａｄｖａｎｃｅｄ　ｆｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｒｅｕｓｉｎｇ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｚｅｒｏ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　焦化废水是在煤高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程　中产生的废水，主要来源：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤　用处理效果好、投资省、运行费用低的焦化污水处理方法，对　企业具有重要的实际意义，也是当前亟待解决的重大环保课题。　山东民生煤化有限公司通过改进处理工艺，出水水质明显改善，　废水经综合利用，实现了零排放，取得明显的经济效益和社会　效益。　气冷却中产生出来的废水，是焦化废水的主要来源；二是在煤　气净化过程中产生的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三　是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。主要含　有酚、氰、氨氮、硫化物及许多难降解有机物，可生化性较差，　是一种比较难处理的废水。目前，处理焦化废水的技术主要有　物理化学法、化学氧化法和生物化学法等三大类。采用一般的　生化法处理很难达到排放标准。一般要通过预处理、生化处理　和深度处理才能实现达标排放，但其处理成本很高。研究和采　１废水处理概况　山东民生煤化公司焦炭生产规模为３０万　ａ，焦化废水水量　１２ｍ　／ｈ。废水处理工艺概况（见图１）。　外排　图１焦化废水生化处理工艺流程图　废水处理系统包括预处理和生化处理系统。废水首先通过　气提的方式去除废水中的挥发性氨，并回收硫酸铵，之后经稀　释３倍进入生化处理系统，再经过隔油池、去除重油及轻油进入　调节池均化水质、调节水量。废水从调节池依次进入两级曝气　池。一级曝气池运行方式采用的是吸附再生活性污泥法，二级　曝气池运行方式则为普通活性污泥法。处理效果：长期的运行　［收藕日期】２００６—０４—１８　［作者简介】杨红霞（１９７２一），女，河南人，讲师、工程师，主要研究方向废水、废渣治理。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第７期　第３３卷总第１５９期　数据见表１。　广东化工　ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ　生化出水首先进入混凝池，在此向焦化废水中加入廉价的、　对于ＰＨ适应性较好的聚合氯化铝（ＰＡＣ），同时加入少量聚丙烯　酰胺（ＰＡＭ）［１１，并调节两者的用量和比例。该方法能有效去除　表１焦化废水样水质情况　ｍｇ／Ｌ（除ｐＨｇｂ）　废水中的悬浮物和大分子有机物。　２．２．２吸附材料选择　本工艺采用冶金焦做吸附材料。粒度＜１０ｍｍ（粒度＞１０ｍｍ　作为正品销售），经过筛分，选取直径大于７ｍｍ，小于１０ｍｍ　从上表可以看出废水中酚、氰及ＣＯＤ的去除效果较好，处　理后外排废水中的ＣＯＤ浓度难以达标，色度和气味较重，且氨　氮浓度均严重超标。　的焦粒，没经过活化的焦碳表面积极小，不具有催化活性，只　有经过活化，才可形成大量微孔，扩大了比表面积。活化比较　经济实用的方法是用水在高温下加热进行，其温度、时间根据　工艺条件确定。活化后的焦炭借助其结构内部较多的碱性基团　２废水处理工艺的改造　２．１生化处理工艺的改进　由于传统好氧处理工艺对于氨氮处理效果较差，该公司在　起到良好的絮凝吸附作用　－ｊ　Ｊ，对于污染物浓度的降低和色度的　去除，效果很明显。深度处理段进出水指标见表２，ＣＯＤ和氨　氮的去除率分别达到４５％和５０％。表明，焦炭作为废水深度处　理的吸附剂是合适的、经济的、有效的。失效后的焦炭可以回　炉作为燃料，不会产生二次污染，是一种较为理想的吸附过滤　材料。　１９９７年曾经在原有生化处理工艺基础上，将两级好氧工艺改为　Ａ／Ｏ法，该法对氨氮的去除效果较好，但因其工艺条件较苛刻　（冬季很难维持硝化一反硝化过程所要求的温度），而且运行成　本较高（需补充碳源、碱耗较高），因此，１９９９恢复了原有两　级好氧工艺。　表２焦化废水样水质情况　ｍｇ／Ｌ（除ｐＨ外）　２．２焦化废水的深度处理　为了保障外排水达标，该公司２０００年又在生化处理之后增　加了深度处理工艺。深度处理的方法主要有固定化生物技术、　物化法、氧化塘法、吸附法和光催化氧化法等。该公司采用工　艺简单、运行成本较低的絮凝沉淀、吸附过滤法进行深度处理，　工艺流程（如图２）。通过向絮凝池投加化学药剂来破坏胶体稳　定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮　凝体，再经过斜板沉淀池加以分离，然后再通过焦炭吸附过滤　池，经活性焦炭吸附过滤后外排。　３焦化废水的综合利用　经过生化处理和深度处理的焦化废水，水质有了很大的改　变，但最终还是没有达到国家一级排放标准。大量污水外排，　不但造成环境污染，也造成水资源的浪费。在水资源严重短缺　的今天，污水处理回用已明确写入“国民经济和社会发展第ｔ个　圈蝈一圈一圈　五年计划纲要”中，而污水回用是实现污水零排放和资源再利用　的最佳选择。对污染治理和水资源持续利用已是势在必行。焦　化废水的综合利用主要包括四部分。　图２废水深度处理工艺流程　２．２．１混凝药剂的选择　焦化废水的综合利用工艺如图３。　图３废水综合利用工艺图　３．１生化处理消泡水　生化处理之后的废水（下称净废水）作为曝气池消泡水，　维普资讯 http://www.cqvip.com

广９４　东化工　２００６年第７期　第３３卷总第１５９期　ｘｖｖｃｖ￣．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ　这部分废水使用水量大约为：５ｍ　／ｈ，通过多年的运行，表明该方　法不仅能保证生化出水的水质而且可提高活性污泥抗冲击负荷　的能力。　的腐蚀及结垢现象，完全符合重复利用的工艺要求。系统运行　平稳时，每小时净废水用量不低于３４ｍ　／ｈ，完全能将净废水消　化掉，完全实现了零排放。　３．２熄焦补水　该厂有两组６６一Ⅳ型焦炉和一组ｚ一８７型焦炉，都采用湿法熄　４结语　（１）絮凝沉淀、焦炭吸附过滤是一种经济有效的深度处理方　法。焦炭作为废水深度处理的吸附剂是合适的、经济的、有效　的，在一些较大型的处理装置中，用焦炭代替活性炭，不仅能　有效地去除焦化废水中的ＣＯＤ和ＮＨ３－Ｎ等难降解质，而且可以　大大降低处理成本。　焦工艺，净废水作为熄焦补充水，完全可以符合炼焦工艺要求，　对焦炭质量没有明显影响。该部分净废水使用量约为２０ｍ　／ｈ。　３．３热电厂除尘系统用水　该厂有配套的３０万千瓦的热电厂，两台３５ｔ锅炉并用，除　尘系统采用水膜除尘，脱硫系统采用北京冶建总院环保所开发　的专利设备ＰＴ型塔（即喷雾干燥塔）脱硫设备。工艺过程为：　（２）经有效处理之后的焦化废水回用是切实可行的。本研究　烟道气与喷射成雾状的净废水（掺入一定比例的氨水）在塔内逆　流接触，发生极其复杂的物理化学反应后，使外排烟气中的ＳＯ２　方案从２００３年开始实施并不断完善，运行结果表明净废水完全　达到回用水的工艺要求，没有出现不良影响。　去除，废水中有机物也在高温下有效去除。烟道气中的热量使　废水中的水分部分汽化，ＰＴ型脱硫塔消耗的废水水量约为　４ｍ　／ｈ。部分未能汽化的废水进入水膜除尘系统，水膜除尘水闭　路循环，没有废水外排。　（３）该方法解决了焦化废水处理的难题，以较低的投资和运　行费用，保证了水质而且使处理后的废水达到综合利用的要求。　（４）根据该公司生产工业用水情况，具体分析，将净废水合　理、有效的应用，实现了焦化废水零排放，取得了良好的环境　效益和经济效益。　３．４洗煤厂煤泥浮选补水　洗煤厂煤泥浮选，采用浮选柱工艺，洗煤水闭路循环，没　有外排。补水主要是洗选过程中，各产品（精煤、中煤、矸石　煤泥）带走的水量。该系统耗水量在８ｍ　／ｈ以上，使用净废水作　为这部分补水，对于精煤质量没有影响。　综上所述，废水经过絮凝沉降、过滤吸附后的废水水质平　稳，产品质量没有受到影响，使用后设备、管道没有出现明显　参考文献　［１】周继军．焦化废水除油工艺中混凝剂的选择．工业安全与环保．２００５．６　【２】沈耀良．废水处理中的几种廉价吸附刺…．重庆环境科学，１９９５．１７（３）　［３】钱若颖．焦炭在工业水处理中的应用试验及设计．中国给水排水，　２０００．１０．　（上接第９１页）　和社会效益。日本横滨金属公司是一家重金属冶炼企业，研究　的产品流入我国。国家应给予电子垃圾回收上的支持，并　就废旧电器如何处理和合理回收等问题，尽快制订相应的法律　措施。其中应包括统一的回收利用渠道，规范电子垃圾回收新　兴产业。规定电子垃圾处理费用由国家、企业和消费者共同承　担，确立制造商责任制。制造商有义务对电子垃圾回收再处理，　零售商有回收电子垃圾并交给制造商的义务，消费者有将电子　分析后应用电解及化学提取等冶炼技术，从报废手机中回收金、　银、铜、钯等多种贵重金属，获得相当可观的利润。中国也应　加快步伐，更新垃圾处理新技术。　２．４以规范过程管理为基础　目前，我国电子垃圾的回收还仅限于个人行为，处于混乱　状态。应加大电子垃圾的管理，在全国范围内建立布局合　垃圾交给零售商的义务，倡导责任共担理念。提高居民、电子　企业和电子零售商对电子垃圾环境危害性的认识，对电子制造　商开展生产者责任扩展运动的宣传教育，特别重视和突出促使　电子企业开展产品寿命末端管理的宣传教育。倡导居民对电子　产品的绿色消费。　理的废旧电器、电子产品回收网络中心、再生资源处理中心。　废旧电子产品具有双重性，既可能对环境造成污染，又可　作为再生资源回收利用。加强电子垃圾的资源化回收利用势在　必行。　２．２开发绿色产品是前提　发明环保新材料、新技术，从源头上减少电子垃圾的潜在　参考文献　［１】周英涛．电子垃圾的循环利用［ＪＪ．环境科学与技术，２００５，（２８）：１２６．１２７　性。如１９９６年，德国弗赖堡环保公司研究所同５家电子企业研　制出利于环境保护的“绿色电视机”。　［２】林俊生，庄晓．贵屿电子垃圾城的重生ｆ　Ｊ１．环境经济杂志，２００５，ｌ１６）：１９．２３　［３】何京．国外电子垃圾处理动态及［Ｊ１．环境教育，２００４，（３）：６１．　２．３更新垃圾处理技术是关键　国外一些商家在相关法律法规的鼓励支持下，纷纷着　手研究废旧电子产品循环再利用技术，取得了良好的经济效益　［４】王春香．我国电子垃圾回收处理的困境及出路［Ｊ】．大连海事大学学报，　２００６，（５）：７４－７７．　【５】刘功．外国公司从电子垃圾中“抠钱”【ＪＪ．工业安全与环保，２００５，（１）：２２