焦化廢水處理中存在的問題及其對(duì)策分析

樊 佳

（山西省化工設(shè)計(jì)院，山西 太原 030024）

引 言

20世紀(jì)80年代，大批焦化廠在我國開始建立，有力地推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。受國家政策和內(nèi)部需求的影響，到80年代末90年代初，我國的產(chǎn)焦量已經(jīng)達(dá)到億級(jí)。作為能源型企業(yè)，一些焦化生產(chǎn)廠還擔(dān)負(fù)著給周邊居民提供煤氣的責(zé)任，便利了當(dāng)?shù)鼐用竦纳?，有效地改善了周邊區(qū)域的人民生活。

但是，隨著焦化廠的發(fā)展和國內(nèi)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，特別是民眾對(duì)于環(huán)境污染關(guān)注度的提高，焦化廠的環(huán)境污染問題日漸顯現(xiàn)。焦化廠含氨廢水的大量排放對(duì)周邊流域的水體和土壤產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。多數(shù)企業(yè)采用的普通生化處理技術(shù)，雖然能夠去除焦化廢水中的部分污染物（如揮發(fā)酚、氰等），但對(duì)復(fù)雜的污染物（如含氨氮的污染物）卻沒有降解效果。技術(shù)發(fā)展和使用的落后導(dǎo)致了多數(shù)焦化廠排放的廢水中的氨氮嚴(yán)重超標(biāo)。含氮廢水的排放對(duì)于水體造成了明顯的污染，使受納水體水質(zhì)下降，影響了水體的使用功能［1－4］。

為了解決這一問題，最徹底的方法是重建一套符合現(xiàn)行環(huán)保要求并有一定前瞻性的廢水處理設(shè)施。但目前的焦化廠經(jīng)濟(jì)效益普遍不好，個(gè)別企業(yè)甚至處于虧損狀態(tài)，缺乏足夠資金進(jìn)行技術(shù)改造和設(shè)施更新，原有的設(shè)施多數(shù)也處在可用狀態(tài)。為此，筆者認(rèn)為，多數(shù)焦化廠的廢水處理思路應(yīng)當(dāng)是，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)流程和排放物組成以及實(shí)際情況，采取不同的處理辦法。一方面，按照企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)和處理流程，對(duì)裝置進(jìn)行檢修和改造，使生產(chǎn)工藝進(jìn)行清潔化改進(jìn)，降低污染物的排放量；另一方面，按照企業(yè)廢水的組成進(jìn)行合理分流，建設(shè)后續(xù)處理裝置，利用催化濕式氧化工藝，環(huán)保經(jīng)濟(jì)地處理企業(yè)排出的污水和廢水。而企業(yè)排出的污染性不強(qiáng)的一般廢水，可以使用原先的工藝和裝置進(jìn)行處理。

1 國內(nèi)焦化廠廢水處理

1.1 國內(nèi)焦化廠的廢水排放情況

國內(nèi)焦化廠的現(xiàn)有生產(chǎn)流程是，通過高溫作用使煤裂解成焦炭和煤氣，產(chǎn)生焦油等產(chǎn)品。在整個(gè)生產(chǎn)流程中，廢水主要是在高溫裂解環(huán)節(jié)產(chǎn)生，其他的環(huán)節(jié)包括裂解產(chǎn)物和化工產(chǎn)品回收處理等?？傊?，焦化廠的廢水排放源主要有以下幾方面：

1）高溫條件下煤炭裂解和煤氣冷卻所帶來的含氨廢水。這一類廢水排放源占焦化廠全部排放量的50%以上，并且組成復(fù)雜、難以辨識(shí)、處理困難。

2）煤氣凈化過程中煤氣終冷器和粗苯分離槽排水等。所含污染物為酚、氰及其他CODCr組分等，不含氨，且濃度相對(duì)較低。

3）其他產(chǎn)品生產(chǎn)過程產(chǎn)生的排水。主要成分為酚。

1.2 焦化廠廢水處理情況

國內(nèi)現(xiàn)有的焦化生產(chǎn)裝置采用較多的是普通廢水處理工藝，它主要由除油池、調(diào)節(jié)池、浮選池等構(gòu)成。采用普通工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理后，能夠很好地去除酚、氰等組分，但不能使CODCr、NH3－N等滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，個(gè)別情況下甚至與國家標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。

2 適合我國焦化廠改進(jìn)廢水處理工藝

2.1 將普通生化工藝改造成生物脫氮工藝

國內(nèi)焦化廠在剛開始建廠時(shí)，由于技術(shù)、資金、環(huán)保意識(shí)方面存在的局限性，普遍采用普通生化技術(shù)處理廢水，效果較差。有些焦化廠的設(shè)施空置率超過30%。鑒于此，國內(nèi)廠商開始考慮流程的改進(jìn)和設(shè)施的充分利用，將現(xiàn)有的普通生化處理流程升級(jí)為生物脫氮處理流程，以便在不顯著增加成本的前提下，提升設(shè)施利用率和工作能力。與原有的普通處理技術(shù)相比，A／O生物脫氮處理流程重視水質(zhì)的波動(dòng)和變化，更加精準(zhǔn)地控制反硝化段和硝化段的污染物排放，因此新的流程能夠處理更多的廢水。

生物脫氮技術(shù)首先出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代的加拿大，隨后在英國、法國和澳大利亞等國家得到切實(shí)應(yīng)用，它是在普通生化處理工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的，效率和處理能力都有大幅度提高，是目前國際上主流的污水脫氮處理工藝。

對(duì)現(xiàn)有的廢水處理設(shè)施進(jìn)行改造，主要目的是提升現(xiàn)有設(shè)施的利用效率，并盡可能地節(jié)約資金。在改造策略上，盡可能地利用原有設(shè)施，并對(duì)原有工藝流程進(jìn)行改造和優(yōu)化。而采取A／O生物脫氮處理工藝作為改造的方向，能夠?qū)⑵胀ㄉに囍械恼籽b置合理充分的使用，對(duì)于原有的生產(chǎn)流程，也只需改造曝氣裝置，使之具有硝化處理能力。這樣，就能明顯地提高廢水處理效率，降低排放物的危害性，減少排放量。

將焦化廠的普通生化工藝改造成脫氮處理工藝后，排放物的數(shù)量和種類符合相關(guān)規(guī)定，效益明顯比原有工藝要好。

2.2 廢水分流和新建氧化裝置

國內(nèi)比較典型的技術(shù)改造例子是鞍山焦耐院的改進(jìn)思路。20世紀(jì)90時(shí)代初，針對(duì)當(dāng)時(shí)焦化廠廢水產(chǎn)生的實(shí)際情況，對(duì)工藝和流程進(jìn)行了改進(jìn)，并且建議焦化廠在資金、技術(shù)允許的情況下，將原有的普通工藝升級(jí)為新型脫氮工藝。這種情況下，較為合適的處理方式是對(duì)污染物進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆至?，即新建一套催化濕式氧化處理裝置對(duì)流程中產(chǎn)生的含氨廢水進(jìn)行處理，其他成分的廢水仍然納入原有體系處理。

從經(jīng)濟(jì)角度考慮，在蒸氨過程中蒸汽消耗很大，處理1m3含氨廢水需要大約0.25t蒸汽，而回收之后的氨水價(jià)值不大。對(duì)多數(shù)的焦化廠來說，這一過程中的成本和效益分析并不合算。

使用催化濕式氧化處理工藝的用意是，減少設(shè)施浪費(fèi)和空耗，特別是生產(chǎn)工藝中原先存在的蒸氨等環(huán)節(jié)。通過工藝的改進(jìn)，在催化劑作用下，流程中產(chǎn)生的氨氮和其他有機(jī)組分能夠被合理的氧化，生成氮?dú)夂投趸?。該工藝的唯一缺點(diǎn)是，催化劑價(jià)格昂貴，達(dá)40萬元／m3。

新型的催化濕式氧化技術(shù)整個(gè)流程相對(duì)簡單，在處理過程中，廢水和空氣混合后，在換熱器和管式加熱爐中加熱到250℃～290℃，再將之送入催化反應(yīng)塔，進(jìn)行必要的濃縮、降解，最后，進(jìn)行換熱、排放等環(huán)節(jié)。

通過新技術(shù)的改造，焦化廠的廢水處理效果明顯改進(jìn)，相關(guān)的懸浮物減少，并且進(jìn)行了殺菌、除臭等處理，能夠用于其他生產(chǎn)流程，水質(zhì)排放符合國家各項(xiàng)指標(biāo)規(guī)定。

3 結(jié)束語

考慮到歷史和技術(shù)因素，焦化廠原有的廢水處理措施可能導(dǎo)致水體污染的增加，同時(shí)使污染治理成本進(jìn)一步加大。在廢水處理流程的改造上，應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，包括工藝流程、資金、技術(shù)儲(chǔ)備以及空間布局等情況選擇經(jīng)濟(jì)上合理、功能上滿足要求的生產(chǎn)工藝。筆者結(jié)合自身的實(shí)踐，提出了將常規(guī)生化處理工藝改為A／O生化處理工藝、廢水分流和新建催化濕式氧化處理裝置等建議，以期起到拋磚引玉的作用。

［1］郭金華，田作林，馮天偉，等.新型復(fù)合混凝劑在焦化廢水處理中的應(yīng)用［J］.長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25（4）：48－49.

［2］葉少丹.焦化廢水生化處理研究進(jìn)展［J］.工業(yè)水處理，2005，25（2）：9－12.

［3］趙景龍，賈軍，孔海燕.焦化廢水處理方法探究［J］.陜西環(huán)境，2003，10（4）：25－27.

［4］宮磊，徐曉軍.焦化廢水處理技術(shù)的新進(jìn)展［J］.工業(yè)水處理，2004，24（3）：9－11.