焦化廢水減排及清潔生產(chǎn)措施探討

薛迎迎　尹慶會(huì)

（河南省冶金所有限責(zé)任公司 河南鄭州 450053）

引言

焦化廢水成分復(fù)雜，含有數(shù)十種無機(jī)和有機(jī)污染物，污染物濃度高，難降解，是一種典型的有毒難降解有機(jī)廢水。本文從原料、生產(chǎn)工藝及技術(shù)等方面分析該行業(yè)的廢水減排及清潔生產(chǎn)措施。

1　焦化廢水組成

焦化企業(yè)廢水主要包括酚氰廢水和生活污水，也包括冷卻塔排污水、脫鹽水站排水等。其中酚氰廢水成分復(fù)雜，主要包括酚、氨、氰、H2S等，有毒有害且難降解，是廢水治理的難點(diǎn)之一。

酚氰廢水來源包括煤中的分子水和化合水，主要由以下幾類廢水組成：

（1）剩余氨水：是煤干餾及煤氣冷卻過程中產(chǎn)生的廢水，其數(shù)量占全部廢水量1/2以上。為進(jìn)一步將剩余氨水中的氨提取利用，一般會(huì)將剩余氨水送到蒸氨塔中精餾，在塔頂?shù)玫綕獍睔猓糜谏a(chǎn)硫銨或作為氨法脫硫的堿源，在塔底得到含氨較少的氨水即為蒸氨廢水；含有較高濃度的氨、酚、氰、硫化物及石油類污染物。

（2）煤氣凈化過程產(chǎn)生的廢水：如煤氣終冷水和粗苯分離水等；含有一定濃度的酚、氰和硫化物，水量不大，但成分復(fù)雜。

（3）其他廢水：焦油、粗苯等化工產(chǎn)品精制及其他場(chǎng)合（如煤氣水封、沖洗地面、油品槽等）產(chǎn)生的廢水；大多為間斷性排水，含有酚、氰等污染物。

（4）初期雨水：裝置區(qū)降雨初期時(shí)的雨水，這部分雨水因污染物濃度較高需單獨(dú)收集處理，一般排入廠區(qū)酚氰廢水處理站處理。

2　污染物減排及清潔生產(chǎn)措施

從工藝、廢水組成可知，焦化廢水來源的主要途徑有：（1）原料煤；（2）蒸汽是化產(chǎn)生產(chǎn)過程的主要能源介質(zhì)，其使用后變成冷凝水造成生產(chǎn)污水增加；（3）傳統(tǒng)熄焦采用濕法熄焦，水量消耗較多，會(huì)產(chǎn)生大量的熄焦水；（4）裝置中各種余熱沒有有效回收。

根據(jù)焦化廢水來源分析，按照清潔生產(chǎn)理念，從原料、工藝、污染治理等方面分析廢水減排措施，可從以下幾個(gè)方面著手：

（1）原料煤調(diào)濕技術(shù)

利用外加熱能將煉焦原料煤在爐外進(jìn)行干燥、脫水的預(yù)處理工藝，進(jìn)而調(diào)節(jié)入爐煤水分，控制煉焦能耗，提高焦炭質(zhì)量。

（2）熄焦方式

①低水分熄焦技術(shù)。在低水分熄焦系統(tǒng)中，熄焦水在一定壓力下以柱狀水流噴射到焦炭層內(nèi)部，使頂層焦炭只吸收了少量的水，大量的水迅速流過各層焦炭至熄焦車傾斜底板。當(dāng)熄焦水接觸到紅焦時(shí)，就轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，水變?yōu)檎羝麜r(shí)的快速膨脹力使蒸汽向上流動(dòng)通過焦炭層，由下至上地對(duì)車內(nèi)焦炭進(jìn)行熄焦[5]。該技術(shù)可減少縮短熄焦時(shí)間和節(jié)約熄焦用水。

②干熄焦技術(shù)。利用惰性氣體作為循環(huán)氣體與熾熱紅焦炭換熱從而熄滅紅焦，同時(shí)回收顯熱生產(chǎn)蒸汽；比濕熄焦節(jié)約用水，同時(shí)減少焦化廢水產(chǎn)生量。

（3）化產(chǎn)回收工藝

①焦化脫硫廢液處理技術(shù)。采用濕式氧化法脫硫工藝的焦化企業(yè)，在煤氣凈化脫硫工段不可避免地發(fā)生副反應(yīng)，生成 NH4CNS、（NH4）2S2O 等鹽類，根據(jù)脫硫廢液成分，可采取提鹽或制酸工藝對(duì)其進(jìn)行處理。提鹽工藝主要是利用蒸發(fā)釜在負(fù)壓狀態(tài)下濃縮脫硫液，提取廢液中的鹽，處理后的廢液回用；制酸工藝指脫硫廢液經(jīng)預(yù)處理、焚燒、余熱回收、凈化、干燥、轉(zhuǎn)化、吸收等工序生產(chǎn)硫酸。②負(fù)壓蒸氨工藝。依靠減壓操作條件降低剩余氨水的沸點(diǎn)溫度，使氨的相對(duì)揮發(fā)性提高，從而更加容易分離，且降低蒸氨能耗，減少蒸氨廢水產(chǎn)生量。③間接蒸氨工藝。根據(jù)蒸汽是否直接進(jìn)入蒸氨塔，可將剩余氨水的蒸餾工藝分為直接蒸氨工藝和間接蒸氨工藝。直接蒸氨工藝中，由于蒸汽直接進(jìn)入蒸氨塔底，蒸汽冷凝水就變?yōu)檎舭睆U水，使廢水量加大。間接蒸氨工藝是通過循環(huán)使用的熱傳遞介質(zhì)（蒸汽或?qū)嵊停┘訜嵴舭彼俜衅鲝亩鴮?duì)剩余氨水進(jìn)行蒸餾，減少蒸氨廢水產(chǎn)生量。④負(fù)壓（或間接）粗苯蒸餾工藝。同蒸氨工藝一樣，傳統(tǒng)的粗苯蒸餾工藝是蒸氣直接蒸餾法，蒸汽冷凝后會(huì)產(chǎn)生含酚廢水，增加廢水產(chǎn)生量。負(fù)壓蒸餾是降低塔內(nèi)氣壓，降低苯沸點(diǎn)，節(jié)省蒸餾熱量；同時(shí)也可采用熱循環(huán)油（蒸汽間接加熱等）提供熱量，減少廢水產(chǎn)生量。

（4）廢水處理及回用

焦化廢水處理主要包括物化處理、生化處理和深度處理；物化處理主要是對(duì)高濃度廢水進(jìn)行蒸氨、脫酚等處理，生化處理主要是活性污泥法，多數(shù)焦化廢水經(jīng)過生化處理后就直接排放或用于濕法熄焦。

①焦化廢水深度處理。為節(jié)約水資源，減少廢水外排量，對(duì)于采用干熄焦、且焦化廢水無處消納的焦化企業(yè)而言，可在酚氰污水處理后段增設(shè)廢水深度處理系統(tǒng)（膜處理），處理后中水回用循環(huán)水系統(tǒng)；剩余少量廢水可用于焦炭加濕、洗煤廠補(bǔ)水等。②蒸汽冷凝水回用。對(duì)廠區(qū)焦油原料及產(chǎn)品貯槽保溫、硫銨干燥等間接加熱工段產(chǎn)生的冷凝水，可以有條件收集回用，降低新鮮水耗。

結(jié)語

焦化廢水是煤煉焦、煤氣凈化、化工產(chǎn)品回收和精制過程中產(chǎn)生的廢水[1]，組成復(fù)雜而多變，是一種典型的有毒難降解有機(jī)廢水。為減少焦化行業(yè)的廢水排放量，改善區(qū)域水環(huán)境，焦化企業(yè)應(yīng)積極尋求節(jié)能減排技術(shù)，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步。

[1]HJ2022—2012，焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范.

[2]張建孝，蒸氨工藝的技術(shù)探討.氮肥技術(shù)，2012.

[3]臻玉科，濟(jì)鋼焦化節(jié)能減排技術(shù).山東冶金，2013.

[4]劉靜，張爽，孫景輝，等.粗苯蒸餾工藝的比較.燃料與化工，2014.

[5]張長(zhǎng)青.王和平.低水分熄焦技術(shù).燃料與化工，2001.