寶鋼焦化廢水處理技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀

金亞飚，肖丙雁

（寶鋼工程技術(shù)集團有限公司，上海 201900）

1 概述

焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機廢水。焦化廢水成分復(fù)雜，廢水中除有氨、氰、硫氰根等無機污染物外，還有大量的有機污染物，有機污染物的種類以苯酚類及其衍生物、喹啉類及其衍生物和吲哚類及其衍生物為主。焦化廢水危害大，部分多環(huán)芳烴以及雜環(huán)化合物還是“三致”物質(zhì)。

建國以來，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了艱難曲折的過程。20世紀50～60年代，焦化廢水處理處于低水平階段，沿用的是前蘇聯(lián)的焦化廢水處理技術(shù)，簡易的機械處理：平流沉淀池或圓形帶刮泥機的沉淀池，去除浮油和重油，簡單回用于熄焦。20世紀70年代，首鋼焦化廠首先建設(shè)了一套生物脫酚裝置，傳統(tǒng)的焦化廢水處理工藝均是以生物脫酚為重點。20世紀80年代，以消化、吸收寶鋼引進日本的處理技術(shù)為主。20世紀90年代，以脫氮及降低COD為主，在生物脫酚基礎(chǔ)上的A/O及A2/O工藝等，提出了焦化廢水零排放的要求。

進入21世紀以來，國內(nèi)加快了有關(guān)高效、快速處理設(shè)備的研發(fā)工作，并將“焦化廢水達標(biāo)排放與回用技術(shù)”列入“國家重大技術(shù)裝備研制和重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項規(guī)劃”?！稛捊够瘜W(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準》（GB16171-2012）也明確規(guī)定新建焦化企業(yè)的酚氰廢水不得外排。焦化廢水處理技術(shù)將進入全新的領(lǐng)域。本文就寶鋼焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀進行了相關(guān)介紹。

2 焦化廢水水質(zhì)及寶鋼焦化廢水的特點

焦化廢水主要來源于原料煤表面水及化合水、焦化生產(chǎn)過程中的用水及蒸汽等。主要來源的焦化廢水水質(zhì)見表1。

表1 主要來源的焦化廢水水質(zhì)表

目前，焦化廢水中已檢出的有機污染物種類約為70～250種。寶鋼焦化廢水的主要有機污染物組分見表2。

表2 焦化廢水主要有機污染物組分

針對有機物的難降解性，又對寶鋼焦化廢水中的有機污染物進行了單基質(zhì)降解試驗，結(jié)果見表3。試驗結(jié)果表明：寶鋼焦化廢水中的有機物種類復(fù)雜，部分有機物的可生化降解性差，這對焦化廢水生物處理造成了很大的困難。

表3 焦化廢水污染物降解試驗表

3 寶鋼焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展

3.1 寶鋼一、二期焦化廢水處理站技術(shù)發(fā)展

1981年，寶鋼一、二期建設(shè)引進了日本新日鐵焦化廢水處理技術(shù)。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→活性污泥法→混凝沉淀→活性炭過濾。普通活性污泥法，處理效果一直比較穩(wěn)定，外排水也達到了當(dāng)時的污水綜合排放標(biāo)準。

隨著國家對焦化廢水排放要求越來越嚴格，為了焦化廢水的脫氮和進一步降低COD，1992年，寶鋼對一、二期焦化廢水處理站進行了改造。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→A/O生物脫氮→混凝沉淀→砂過濾。該工藝達到了當(dāng)時國際焦化行業(yè)的領(lǐng)先水平。

1997年，寶鋼又把A/O活性污泥法改進為A/O/O活性污泥法，使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，排放水質(zhì)有了很大提高。

2006年，寶鋼再次進行了一、二期焦化廢水處理站改造。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→A/A/O/O生物脫氮（厭氧、生物反硝化、一級好氧、生物硝化）→混凝沉淀→砂過濾。出水優(yōu)于國家污水綜合排放標(biāo)準（GB8978-1996一級）。寶鋼一、二期焦化廢水處理站實景見圖1。

圖1 寶鋼一期、二期焦化廢水處理站

3.2 寶鋼三期焦化廢水處理站技術(shù)發(fā)展

1998年，寶鋼三期引進美國CHESTER焦化廢水處理技術(shù)，采用了生物脫氮與物化處理相結(jié)合的處理工藝。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→O/A/O生物脫氮→混凝沉淀。A/O和O/A/O工藝處理焦化廢水進行對比。O/A/O工藝對COD、氨氮的去除率優(yōu)于A/O工藝，但A/O工藝的反硝化效果較好。對于高濃度焦化廢水，宜采用O/A/O工藝，普通的焦化廢水則宜采用A/O工藝。

2006年，為了進一步穩(wěn)定排放水質(zhì)和降低運行成本，寶鋼對三期焦化廢水處理站進行了改造。其主要工藝流程為：溶劑脫酚→廢水蒸氨→A/O生物脫氮→混凝沉淀→砂過濾。出水優(yōu)于國家污水綜合排放標(biāo)準（GB8978-1996一級）。寶鋼三期焦化廢水處理站實景見圖2。

圖2 寶鋼三期焦化廢水處理站

3.3 寶鋼焦化廢水處理站的廢水排放標(biāo)準

經(jīng)歷多次改造后，寶鋼一、二、三期焦化廢水排放指標(biāo)見表4。

表4 寶鋼一、二、三期焦化廢水處理站排放標(biāo)準

3.4 寶鋼焦化廢水處理站改造前后比較

寶鋼一、二、三期焦化廢水處理站改造前后的比較見表5。

表5 寶鋼一、二、三期焦化廢水處理站改造前后比較表

3.5 寶鋼四期焦化廢水處理站技術(shù)

2012年5月，寶鋼四期焦化廢水處理站投運。四期焦化廢水處理站采用的是“厭氧-缺氧-好氧池（A-A-O）+后置反硝化+物化處理”工藝，處理后的排水達到上海市地方《污水綜合排放標(biāo)準》（DB31/199-2009）二級標(biāo)準。

根據(jù)《焦化行業(yè)準入條件》的要求，酚氰廢水必須循環(huán)使用，不得外排，因此寶鋼新建了深度回用處理站將焦化廢水處理站處理后的排水進行深度處理，采用的是“超濾+反滲透”工藝。四期焦化廢水處理站實景見圖3。

圖3 寶鋼四期焦化廢水處理站

寶鋼四期焦化廢水處理站實現(xiàn)了70%的工業(yè)水的產(chǎn)水目標(biāo)，用產(chǎn)水替代工業(yè)水在廠區(qū)內(nèi)回用；實現(xiàn)了30%濃水無害化回用，確保了廢水嚴格意義上的零排放。