徐州市煉焦制氣廢水近零排放工程項(xiàng)目研究

文_宗春香 博瑞德環(huán)境集團(tuán)股份有限公司

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，在能源供需矛盾上變得越發(fā)突出，進(jìn)口石油率高達(dá)60%，能源已經(jīng)嚴(yán)重影響到我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而煤炭作為我國能源結(jié)構(gòu)最大組成部分，高達(dá)70%。因此，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)來解決我國石油、天然氣匱乏問題，是保證我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的必要措施。然而，近些年在市場(chǎng)需求因素刺激下，煤化工企業(yè)數(shù)量增長速度過快，煤化工廢水對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染，很多煤化工廢水沒有進(jìn)行處理就直接排入到水體，造成我國可利用水資源越來越少的現(xiàn)狀。

1 煉焦制氣廢水主要類型

1.1 蒸氨廢水

煉焦煤一般都經(jīng)過洗選，常規(guī)煉焦時(shí)，裝爐煤水分控制在10%左右，這部分附著水在煉焦過程中揮發(fā)逸出；煤受熱裂解，析出化合水。這些水蒸汽隨粗干餾煤氣一起從焦?fàn)t引出，經(jīng)初冷器形成冷凝水，稱剩余氨水。這股廢水含油高濃度的氨、酚、氰化物、硫化物以及油類，這是煉焦制氣主要的廢水來源。

1.2 氣化廢水

在煉焦制氣產(chǎn)業(yè)中，盡管氣化方式一直向節(jié)能、環(huán)保、低污染的方向發(fā)展，但在過程中還是不能避免地產(chǎn)生氣化廢水，主要來源于煤氣冷凝液、水封水、脫硫和硫銨等過程。

1.3 多來源有機(jī)廢水

煉焦制氣是一項(xiàng)比較綜合、系統(tǒng)的工作，其中有許多環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生廢水，如洗選煤、物料冷卻、換熱、熄焦、沖洗地坪、循環(huán)冷卻排污等。這些廢水濃度不算太高，對(duì)其進(jìn)行生化處理在效果上會(huì)更好，進(jìn)行處理時(shí)也比較容易。

2 焦化廢水特點(diǎn)

2.1 酚含量高

焦化廢水在酚含量非常高，有的每升高達(dá)2～12mg。酚在可生化性上是非常差的，因此在面對(duì)酚含量非常高的廢水需要采用萃取法或者是其他物化法來加以預(yù)處理，處理之后在進(jìn)行回收利用。

2.2 氨氮含量高

氨含量在焦化廢水中有時(shí)會(huì)達(dá)到每升2000mg。高濃度氨是非常難以用生化法進(jìn)行去除，而且在操作過程中對(duì)于生活處理單元會(huì)有一定毒害影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使活性污泥受毒害影響死去，從而對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成非常惡劣的影響。所以，在對(duì)氨氮含量高的廢水進(jìn)行處理的時(shí)候，通常會(huì)采用蒸氨預(yù)處理，經(jīng)過蒸氨預(yù)處理的廢水氨濃度會(huì)下降到每升100～300mg，但是還是難以達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)每升15mg以下。因此，對(duì)于如何更好去除氨氮含量仍是現(xiàn)在急需要解決的問題。

2.3 難降解有機(jī)物含量高

焦化廢水中含有非常大量的苯系、萘系及其他雜環(huán)類難降解有機(jī)物，通常使用好氧活性污泥法是沒有辦法達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的。因此在進(jìn)行好氧法之前，一般會(huì)采用其他方法來使其能夠被生化，將其BOD、COD值提高。一般來說可以先進(jìn)行水解或厭氧，然后可采用具有脫氮功能的A/O工藝、氧化溝工藝和SBR工藝。之后生化過程分為兩個(gè)階段：一級(jí)生化采用完全混合的生物處理耐沖擊負(fù)荷，這樣可以使生物能夠被穩(wěn)定處理；二級(jí)生物處理可以采用推流式運(yùn)行模式。焦化廢水中所包含的污染物種類繁多，基本上屬于酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氧、氮等雜環(huán)化合物，這在工業(yè)廢水中屬于非常典型的難降解有機(jī)化合物廢水。焦化廢水中比較容易進(jìn)行降解的有機(jī)物主要是酚類和酚類化合物，難以進(jìn)行講解的化合物主要是咔唑、三聯(lián)苯等。

2.4 水質(zhì)差異較大

不同焦化廠因?yàn)槠湓诠に嚵鞒毯蜕a(chǎn)操作方式上的不同，因此而產(chǎn)生的焦化廢水水質(zhì)上也存在非常大差異，一般來說，焦化廠蒸氨廢水水質(zhì)如下：CODcr3000～3800mg/L、酚600～900 mg/L、氰10 mg/L、油50～70 mg/L、氨氮300 mg/L左右。再根據(jù)每個(gè)工廠所對(duì)應(yīng)自己需求而工藝技術(shù)進(jìn)行改變，這些值會(huì)有可能隨之加大。

3 近零排放技術(shù)具體應(yīng)用

以徐州市一家焦化廢水近零排放項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)為例進(jìn)行研究。

3.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

廠區(qū)內(nèi)廢水主要有6種來源，分別是蒸氨廢水、甲醇精餾液、生活污水+面源水、甲醇濃鹽水+甲醇循環(huán)排污水、LNG造氣灰水、循環(huán)排污水。其中，焦化蒸氨廢水水量為60m3/h；甲醇精餾液廢水水量為10m3/h；生活污水+面源水水量為40m3/h；甲醇濃鹽水+甲醇循環(huán)排污水水量為40m3/h；LNG造氣灰水水量為25m3/h；循環(huán)排污水水量為150m3/h。

3.2 工藝流程

廢水處理工藝流程的確定，取決于廢水水質(zhì)水量及排放要求，在滿足出水要求的前提下，要求技術(shù)先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定可靠且節(jié)省占地。

該項(xiàng)目廢水有機(jī)污染物和氮濃度高，針對(duì)廢水組成特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用除油預(yù)處理+生化處理+深度處理的處理工藝。污水處理裝置出水進(jìn)入中水回用車間，產(chǎn)品水回用，濃水進(jìn)行多效蒸發(fā)結(jié)晶，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)近零排放。污水處理過程中產(chǎn)生的廢氣統(tǒng)一收集處理，達(dá)標(biāo)后高空排放。污水處理過程中產(chǎn)生的生化剩余污泥、含油污泥脫水后進(jìn)入煤爐摻燒，化學(xué)污泥脫水后與結(jié)晶混鹽外運(yùn)處置，臭氣處理廢棄的活性炭進(jìn)入煤爐摻燒。

3.3 占地面積

本次工程新建一套污水處理近零排放系統(tǒng)，配套處理廠區(qū)產(chǎn)生的8000m3/d的廢水。污水處理近零排放系統(tǒng)含除油預(yù)處理、生化處理、深度處理、中水回用、蒸發(fā)結(jié)晶及臭氣處理6個(gè)單元，預(yù)計(jì)用地170m×115m（約30畝）。

3.4 運(yùn)行成本

運(yùn)行費(fèi)用包含廢水處理裝置運(yùn)行過程中公用消耗（水、電、氣）及藥劑的費(fèi)用，該項(xiàng)目系統(tǒng)中產(chǎn)生的油泥、生化污泥和廢活性炭均至煤爐摻燒，運(yùn)行成本不做考慮。同時(shí)，物化污泥和結(jié)晶混鹽需外運(yùn)處置，該部分處置費(fèi)用未列7.2元，中水回用噸水運(yùn)行費(fèi)用為2.9元，多效蒸發(fā)結(jié)晶噸水運(yùn)行費(fèi)用約為入運(yùn)行費(fèi)用。針對(duì)本設(shè)計(jì)所選取的工藝，按照近零排放系統(tǒng)8000m3/d廢水量的處理規(guī)模，核算噸水運(yùn)行費(fèi)用約為12.9元，其中污水處理噸水運(yùn)行費(fèi)用為3.8元。

3.5 各工段去除率(表1)

表1 污水處理各工段去除率

4 結(jié)語

本文以徐州市一家煉焦制氣企業(yè)廢水近零排放項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)為例闡述了其在廢水處理上的操作方式，希望能給到煉焦制氣行業(yè)廢水處理一些幫助。