焦化废水的水质特点及其处理方法

我国焦化废水的水质特点及其处理方法

张能一[1]唐秀华[2]邹平[2]贾志宇[2]

（包头钢铁公司，包头，014010）[1]（同济大学上海中耀环保实业有限公司，上海，200092）[2]摘要本文阐述了国内近年来焦化厂生产工艺流程中废水的来源及其不同阶段产生废水的水质特点，并针对其水质特点提出了相应的处理方法及供参考的设计参数。

关键词焦化废水废水来源水质特点废水处理方法设计参数

The Characteristics and Treatment Methods of Coal Coking Wastewater

Zhang Nengyi[1]Tang Xiuhua[2]Zou Ping[2]Jia Zhiyu[2]

（Baotao steel company, Baotou,014010）[1] (Shanghai Zhongyao Environmental Protection Industry Co.,Ltd.Tongji

University, Shanghai, 200092) [2]

Abstract It is reviewed the sources and characteristics of wastewater in the producing process of coal coking plant, and it also provided treatment methods and design parameters to the corresponding water quality in this paper.

Keywords wastewater of coking plant sources of wastewater characteristic of wastewater treatment methods design parameters

焦化厂是以煤为原料生产焦炭的工厂，同时生产化工产品和煤气，生产过程一般可分为煤的准备、炼焦、煤气净化和回收以及化学产品精制等步骤。焦化废水的来源主要来自两个方面：其一是来自装入炼焦炉的煤：主要是煤的运输、破碎和加工过程中的除尘洗涤水，焦炉装煤或出焦时的除尘洗涤水，焦炭转运、筛分和加工过程的除尘洗涤水。这类废水主要含有高浓度悬浮固体（煤屑、焦炭颗粒物），一般经澄清处理后可重复使用。其二是产生于焦化生产过程中的生产污水、蒸汽等。焦化生产工艺及污水来源见图1[1]。

一、焦化废水的来源及水质特点

在焦化生产工艺流程中，煤气终冷的直接冷却水、粗苯加工的直接蒸汽冷凝分离水、精苯加工工程的直接蒸汽冷凝水；焦油精制加工过程的直接蒸汽冷凝分离水、洗涤水，车间地坪或设备清洗水以及由煤中所含水形成的剩余氨水一起称为酚氰废水，这部分废水不仅水量大而且成分非常复杂。是炼焦化学工业中具有代表性及显著特点的污水。

焦化污水的水量、水质因焦化生产的规模、采用的煤气净化工艺以及对化工产品加工的深度不一而有所不同，但水质水量的变化基本遵从表1的规律。

表1 含酚、氰的废水水质水量表[1]

焦化废水中的COD Cr，NH3-N和酚的浓度较高，有机物成分复杂，大多以芳香族及杂环化合物的形式存在，且含有一些有毒的物质，是一种处理难度较大的工业污水。

二、焦化废水的处理方法

国内焦化厂的废水处理系统主要采用一级处理和二级处理，采用三级处理的还很少。一级处理是指从高浓度污水中回收利用污染物，其工艺包括氨水脱酚、氨气蒸馏、终冷水脱氰等。二级处理主要指酚氰污水无害化处理，以活性污泥法为主，还包括强化生物处理技术如生物铁等。三级深度处理指在生化处理后的水仍不能达到排放标准时或者要求污水回用时所采用的再次深度净化，其主要工艺有氧化塘法，化学混凝沉淀、过滤法，活性炭吸附法等。

我国焦化废水处理主要存在的问题有：一些小型的焦化厂还没建造污水处理设施；大多数的焦化厂废水处理不达标。国内焦化废水绝大多数采用好氧生物处理法，近几年由于环保要求的提高，特别是对废水中氨氮排放浓度提出了更高的要求，很多大型的焦化厂如包头焦化厂、上海焦化厂、华西焦化厂以及山西汾西矿业集团焦化厂等纷纷建立了新的酚氰废水处理站或对原有的处理站进行了改造，二级处理多采用的是缺氧—好氧（A/O）或厌氧－缺氧—好氧(A/A/O)的处理方法。

（一）一级处理

1、酚的脱除与回收[2] [3]

焦化废水中的酚主要来自剩余氨水，目前多数的焦化厂采用萃取脱酚工艺进行焦化含酚废水预处理，该方法脱酚的效率可高达95％～97％，而且可以回收酚钠盐，有较好的经济效益。对于萃取脱酚工艺来说，萃取剂应能对混合物中各组分有选择性的溶解能力，并且易于回收，通常选用重苯溶剂油或N-503煤油，酚在

N-503煤油中的分配系数为8～34不等，不仅分配系数大，而且混合使用效果好，损耗低，毒性较小，较多的被采用。

萃取脱酚是一种液－液接触萃取、分离与反萃再生结合的方法。即在含酚废水中加入萃取剂，使酚融入萃取剂，然后含酚溶剂用碱液反洗，酚以钠盐的形式回收，碱洗后的溶剂循环使用。萃取效果的好坏，与所用萃取剂和设备密切相关。通常采用的萃取设备是萃取塔，除油后的含酚废水经冷却器冷却至55～65℃，进入萃取塔上部，萃取剂由循环泵打入萃取塔底部，溶剂油与高浓度的含酚废水在萃取塔中逆流接触，在萃取塔中的停留20～30min后，绝大部分酚转移到溶剂油中，溶剂油由萃取塔顶溢流进入碱洗塔与碱接触生成酚盐。溶剂油经碱洗后进入中间油槽，循环使用。这样萃取后将高浓度的酚（2～12mg/L）降到200～300mg/L 以下，然后进行生化处理，使其达标排放。其处理流程如图2：

图2 萃取脱酚处理工艺流程图

萃取塔应用较多的是填料塔和筛板塔。填料塔结构简单，塔体大，处理能力低，填料一般采用陶瓷环和木格，容易堵塞。为强化传质过程，扩大湍流，可采用脉冲筛板塔，其设计参数见表2：

表2 脉冲筛板塔设计参数

2、氨的脱除与回收[4]

剩余氨水中不仅含酚浓度高，含氨浓度也很高。脱除氨通常采用蒸氨法，以回收液氨或硫酸铵。含氨废水经预热分解去除CO2和H2O等酸性气体后，从塔顶进入蒸氨塔，塔底直接吹入的蒸汽将废水中的氨蒸出。含氨蒸汽由冷凝或硫酸吸收，以回收其中的浓氨水和硫铵。蒸氨也是一个传质过程，氨在蒸汽中的分配系数