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焦化废水深度处理及回用技术探讨
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-16 14:46:12

 引言:对我国当前焦化废水深度处理技术的研究应用情况以及回用现状进行了介绍,分析了焦化废水回用中存在的问题,并提出了改进方案。 

  一、前言 

  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,是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业有机废水。我国《焦化行业准入条件》中明确规定:酚氰废水处理合格后要循环使用,不得外排。本文就多年工作实践对焦化废水回用技术提出改进建议及方案。 

  二、焦化废水深度处理技术研究及应用现状 

  近年来,我国将传统的水处理技术针对焦化废水进行了适应性改造及组合,最大限度地发挥了生化、高级氧化等技术的效能,取得了一定成绩。目前, 对焦化废水的深度处理技术主要包括:混凝沉淀法、吸附法、高级氧化技术以及反渗透技术。 

  混凝沉淀法:采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁等混凝剂对焦化废水进行处理,可使废水出水COD 降至40~70mg/L。 

  吸附法:利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质,使废水得到净化。通常采用的吸附剂有粉煤灰、熄焦粉、活性炭、树脂等。 

  高级氧化法:(1)Fenton氧化法――Fenton试剂法是以过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法。(2)臭氧氧化――臭氧是一种强氧化剂,能与废水中大多数有机物,微生物迅速反应,可除去废水中的酚、氰等污染物,并降低其COD、BOD值,同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。但这一做法在工业废水处理中应用较少。(3)电化学氧化技术――电化学氧化处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。该方法仍处于探索阶段。(4)光催化氧化法――光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率,且能耗低,有着很大的发展潜力。目前,这种方法还仅停留在理论研究阶段。 

  反渗透技术:反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程。用水泵给含盐水溶液或废水施加压力, 以克服自然渗透压及膜的阻力, 使水透过反渗透膜, 将水中溶解盐和污染杂质阻止在反渗透膜的另一侧。该技术在工业废水处理中使用亦不广泛。 

  三、焦化废水回用中存在的问题及改进建议 

  国内焦化厂对焦化废水的回用进行了很多尝试,主要回用方式包括湿熄焦、高炉冲渣、煤场抑尘用水、烧结混料用水,也有厂家用反渗透技术将焦化废水处理后回用作为工业给水。 

  (一)一级达标废水的回用 

  1.二次污染。采用湿法熄焦的焦化厂将生化处理后的废水用于熄焦处理,由于国内焦化厂生化处理后出水的COD、氨氮含量仍然较高,回用于湿熄焦、高炉冲渣时必然会使废水中的氨氮及部分有机物散发到空气中,感官刺激强烈,形成较大的二次污染;一些钢厂对焦化废水引入烧结混料工段也做了一些尝试,污染物在之后的高温加工工段可以得到部分炭化分解,减少了二次污染。正常情况下,焦化厂的二级生化处理通常可将氨氮浓度控制在10~20mg/L,但COD通常在200~400mg/L,通过投加聚合硫酸铁、Fenton试剂可将COD控制在100mg/L以下,投加药剂的主要缺点是使废水中的无机物增多,对腐蚀控制不利。建议将投药与吸附法联合使用,以降低水质的二次污染。 

  2.设备及管道腐蚀。焦化废水具有较强的腐蚀性。废水中的氯离子、氟化物、氨氮以及硫酸根离子浓度较高,对金属腐蚀性较强。因此,焦化废水的腐蚀问题必须得到妥善解决。当作为烧结混料添加水时,投加缓蚀阻垢剂并不经济,因此可以采用混合部分其它循环水系统排污水(含缓蚀阻垢剂)的方式降低其腐蚀性。 

  (二)工业给水回用 

  单纯生产焦炭的企业没有联合型钢企所具有的消纳途径,因此很多焦化厂不得不采用反渗透技术将焦化废水进行浓缩,产品水水质较好,可以直接作为工业循环冷却水的补水,产生的浓水则作为抑尘水或伴煤燃烧。 

  调研中发现,多数焦化厂的反渗透系统不能正常运转,究其原因在于预处理系统的不可靠,膜系统运行不稳定,基本都处于停顿状态,同时浓水的去向也存在很大疑问。 

  膜厂家针对工业废水开发了耐污染的反渗透膜,但是在实际工程中为保障膜系统安全,通常还是将进入反渗透系统的废水COD浓度控制在20~50mg/L,而以上两种方案进入反渗透系统的COD均在250mg/L左右,因此,膜系统稳定运行的关键是预处理的稳定有效。 

  絮凝沉淀、Fenton试剂等方法会在废水中引入大量铁离子及硫酸根离子,从而加重膜系统污染及结垢,因此不宜大量使用,但完全采用高级氧化的投资及成本太高,因此建议先使用混凝沉淀等方法将废水COD控制在 100~150mg/L,然后再使用高级氧化技术(臭氧氧化、电化学氧化、湿式催化氧化)以及活性炭吸附的方法对进入膜系统的废水进行深度处理。 

  根据前面的介绍,电化学氧化、催化氧化技术的工业化应用较少,基本都停留在试验研究阶段。大型臭氧设备在自来水厂作为消毒技术的应用较多,作为氧化技术在工程上的应用则较少,但是与其它高级氧化技术相比,设备相对成熟,国产化程度也较高,因此工程化的优势相对较大。 

  (三)回用为杂用水 

  大型钢企通常有杂用水处理及供应系统,因此可以将焦化废水深度处理到一定程度后与生产、生活回用水混合使用,主要依靠稀释的方式使焦化废水的COD、总溶固等指标达到杂用水水质标准,这需要从全厂的水量平衡角度综合考虑,并对杂用水使用过程中二次污染的情况进行研究及评估。 

  四、结语 

  针对焦化废水深度处理及回用技术的研究较多,但工程应用较少,主要难度在深度处理技术工业化的不成熟以及投资、运行费用较高。因此,一方面应加大高级氧化技术的工业化进度,另一方面,应在钢厂内寻找消纳源,实现焦化废水的分散式消纳,从而大大降低深度处理的规模,这需要水处理技术工作者结合钢企生产人员自下而上进行系统分析和研究。 

  参考文献 

  [1] 卢建杭,王红斌 等.焦化废水专用混凝剂对污染物的去除效果与规律[J]. 环境科学, 2000, 21(4). 

  [2] 周 红.焦化废水回用处理工艺流程的选择 [J].科技信息,2008, 27:28-29. 

  [3] 张建磊,张焕祯等.焦化废水回用转炉煤气洗涤水系统可行性研究[J]. 工业水处理, 2007, 27(9). 

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