焦化废水及其处理技术

焦化废水及其处理技术

一、焦化废水的来源与水质特点

焦化厂主要以煤为原料生产焦炭，同时生产煤气和多种化工产品，如：从煤气及煤焦油中回收的各种酚、各种苯及其衍生物、硫酸铵、浓氨水、吡啶、萘、蒽、咔唑、炭黑油、洗油、黑漆、硬沥青及中沥青、硫磺、黄血盐等。

焦化厂的废水主要来自两个方面：

其一是洗煤和息焦废水。

1、洗煤废水：作为原料的煤在选洗、转运、破碎、筛分及装炉等过程中产生的湿法选煤废水。这类废水含有大量悬浮固体，经澄清处理后一般重复使用，即便循环系统有盈余排出，由于水量较少，加之比较清洁，对焦化废水总体水质影响

不大。

2、熄焦废水：由炼焦炉中排出的成熟焦炭通过喷水熄焦，所排废水含有大量焦炭粉末，但经简单处理后可循环使用。由于熄焦过程有大量蒸汽产生，水量亏损较多，故熄焦循环水系统一般无外排水。

其二是焦化生产过程中产生的各种废水，其中一般包括：

1、煤焦油分离废水：从煤焦油脱水罐、轻油罐、煤焦油分馏产生的各种产品中分离出来的废水及各种煤焦油馏分酸洗提纯产生的废水，这类废水中含有大量的

酚、油及酸性物质。

由于煤焦油分离废水常先被送入蒸氨系统，经脱酚处理后再由蒸氨系统排出，故大多数的焦化厂并不存在单独排入废水处理系统的煤焦油废水。

2、蒸氨废水：焦炉煤气洗涤冷却循环水系统的排出的高氨废水、煤气二次冷却产生的冷凝氨水，统称蒸氨废水。此股废水中含有大量的挥发酚、氨和焦油，温

度与有机指标一般都很高。

3、粗苯分离废水：含苯富油在蒸氨塔中蒸馏时要加入直接蒸汽，在后续冷凝及产品分离时产生的废水，此股废水中含有大量的苯、氰化物、氨及挥发酚，温度

及有机指标一般较高。

4、精苯分离废水：粗苯精馏加工时加入的直接蒸汽，在后续冷凝集产品分离时产生的废水，此股废水的水质结构类似粗苯分离废水，但相关组分的浓度及温度

与有机指标均较前者低些。

5、煤气终冷排水：煤气进入洗苯塔前要先用水直接冷却和洗除对苯回收工艺有害的氰化物和萘，终冷水除萘和冷却后循环使用，为保证生产稳定和维护设施安全，需要经常排污和补充新水来保证系统平衡。此股废水中含有大量的氰化物、氨、挥发酚、硫化物和煤焦油，有机指标一般也较高。

6、古马隆废水：从酚油、重苯中提取古马隆需要蒸馏、碱洗、酸洗、中和与水

洗，排水中含有酚、氰化物及油，各种污染物浓度及相关有机指标均较低。

7、水封槽废水：煤气柜水封槽排出的废水，含有少量的焦油、挥发酚和氨，有

机指标较低。

表1所示为某焦化废水各股废水的水质与水量指标。

表1

某焦化厂各股废水的水质与水量指标

表2所示为我国某焦化厂混合废水的水质指标。

表2

国内某焦化混合废水的水质指标

表3所示为我国某焦化厂混合废水经隔油气浮处理后进入生化系统时的水质指

标。

表3

焦化废水处理系统生化进水水质指标示例

二、焦化废水处理技术

一）、预处理

焦化废水原水水量与水质波动较多，废水中含有较多的油类、硫化物等，对后续生化十分不利，另外，焦化废水温度较高也不利于提高好氧系统的供氧效率，因此焦化废水生化处理之前一般需要进行预处理。

焦化废水的预处理一般需要考虑均质、均量、除油、降温和除硫化物等问题。主要的设施一般包括平流或斜板隔油、调节（含均质与均量乃至降温）、混凝气浮

（去除硫化物和进一步除油）。

1、隔油

隔油可采用平流或斜板隔油。

平流隔油池的表面负荷可控制在0.8m/h以内，可除去150微米以上的油粒。对于大多数焦化废水，当进水含油量不大于100mg/L时，出水含油量可控制于

20~50mg/L以下。

斜板隔油池的表面负荷控制在2~5m/h以内，据称可除去60微米以上的油粒，斜板一般采用波纹板，间距20~40mm，倾角为45°。

2、调节

均质与均量调节应依废水排水周期而定，降温与生化水解可结合废水调节一同考虑，但兼顾水解时，深度除油与除硫化物应先期进行。

3、混凝气浮

通过混凝使细小的油滴乃至乳化油转化为较为易分离的大颗粒，使硫化物转化为

固体，进而通过气浮来进行分离。

焦化废水采用气浮处理时必须注意温度对溶气效率的影响。

二）、生化处理

焦化废水生化处理主要针对有机物与氮类污染物，对于有机物要尤其关注其难降

解部分。

关于提高难降解有机物的可生化性，可考虑厌氧水解与缺氧处理两种途径。当废水碳氮比高时，建议采用厌氧水解，当碳氮比较低时，建议直接在反硝化脱氮的

缺氧过程中解决。

对于焦化废水的厌氧水解，有报道说，当停留时间在4.5h～5h内时，BOD5/CODcr 和BOD5值同时达到最大，随着时间的延长，BOD5/COD和BOD5的值都相应降低，但目前大多数的厌氧水解系统的停留时间都在10h以上。当系统控制的出水总氮较高时，若污泥回流至水解池，可适当加大水解池水力停留时间以降低回

流污泥所带入的硝酸盐对水解的影响。

关于焦化废水的有机物降解与脱氮，目前流行的工艺很多，主要有A/O、O/A/O、

SBR、ICEAS、同步硝化反硝化等。

A/O工艺是最经典的脱氮工艺，目前实际应用很多，一般通过硝化液回流来控制脱氮率，脱氮要求较高时，需要的硝化液回流比会很大，且随着硝化液回流比的增大，脱硝率增长趋缓，这对高氮高脱氮要求的废水处理极为不利。

O/A/O工艺也系经典脱氮工艺，一般需要在前置O段和A段两点进水。由于前置O段的硝化盐全部直接进入A段，后置O段的硝化液回流比可大大降低。由于前置O段会消耗掉部分易降解碳源，但当易降解碳源不足时会降低A段的反硝化效率。另外，当碳氮比较低或不足时，由于前置O段消耗掉部分碳源，会造成反硝化碳源不足或碳源缺口加大，增加补充碳源的成本。另外，由于原水水质尤其是碳氮比波动较大时，两个进水点的进水量需要经常调整以保证前后平

衡，对操作管理要求较高。

SBR与ICEAS类似，通过在同一空间内按时序频繁切换操作来实现A/O或O/A/O 的工艺过程，由于对于脱氮来说，其碳源是递补参与脱氮过程的，其脱硝的效率一般较低。当原水碳氮比波动较大时，需要根据碳氮比调整反应时间，管理要求也较高。另外，其设施的闲置率很高，不同状态切换时相互干扰也较大，且频繁

的切换操作对自控的依赖极高。

同步硝化反硝化实在生化池内频繁实现A/O状态切换，当高氮废水脱氮率要求高时与O/A/O有着异曲同工之妙，但缺点也类似。

以上任何工艺并无奇妙可言，在实际使用时对其工艺原理的正确理解、确认关键控制参数并合理取值才是最为重要的问题。

通过A/O工艺处理焦化废水时推荐的设计参数列表如下：

表4

A/O工艺处理焦化废水的推荐参数