徐州市煉焦制氣廢水近零排放工程項目研究

文_宗春香 博瑞德環境集團股份有限公司

隨著我國經濟不斷發展，在能源供需矛盾上變得越發突出，進口石油率高達60%，能源已經嚴重影響到我國經濟發展。而煤炭作為我國能源結構最大組成部分，高達70%。因此，發展煤化工產業來解決我國石油、天然氣匱乏問題，是保證我國經濟穩定發展的必要措施。然而，近些年在市場需求因素刺激下，煤化工企業數量增長速度過快，煤化工廢水對水資源造成嚴重污染，很多煤化工廢水沒有進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

煉焦煤一般都經過洗選，常規煉焦時，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爐引出，經初冷器形成冷凝水，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

在煉焦制氣產業中，盡管氣化方式一直向節能、環保、低污染的方向發展，但在過程中還是不能避免地產生氣化廢水，主要來源于煤氣冷凝液、水封水、脫硫和硫銨等過程。

1.3 多來源有機廢水

煉焦制氣是一項比較綜合、系統的工作，其中有許多環節都會產生廢水，如洗選煤、物料冷卻、換熱、熄焦、沖洗地坪、循環冷卻排污等。這些廢水濃度不算太高，對其進行生化處理在效果上會更好，進行處理時也比較容易。

2 焦化廢水特點

2.1 酚含量高

焦化廢水在酚含量非常高，有的每升高達2～12mg。酚在可生化性上是非常差的，因此在面對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處理，處理之后在進行回收利用。

2.2 氨氮含量高

氨含量在焦化廢水中有時會達到每升2000mg。高濃度氨是非常難以用生化法進行去除，而且在操作過程中對于生活處理單元會有一定毒害影響，嚴重時會使活性污泥受毒害影響死去，從而對整個生態系統造成非常惡劣的影響。所以，在對氨氮含量高的廢水進行處理的時候，通常會采用蒸氨預處理，經過蒸氨預處理的廢水氨濃度會下降到每升100～300mg，但是還是難以達到國家一級排放標準每升15mg以下。因此，對于如何更好去除氨氮含量仍是現在急需要解決的問題。

2.3 難降解有機物含量高

焦化廢水中含有非常大量的苯系、萘系及其他雜環類難降解有機物，通常使用好氧活性污泥法是沒有辦法達到國家排放標準的。因此在進行好氧法之前，一般會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階段：一級生化采用完全混合的生物處理耐沖擊負荷，這樣可以使生物能夠被穩定處理；二級生物處理可以采用推流式運行模式。焦化廢水中所包含的污染物種類繁多，基本上屬于酚類、多環芳香族化合物及含氧、氮等雜環化合物，這在工業廢水中屬于非常典型的難降解有機化合物廢水。焦化廢水中比較容易進行降解的有機物主要是酚類和酚類化合物，難以進行講解的化合物主要是咔唑、三聯苯等。

2.4 水質差異較大

不同焦化廠因為其在工藝流程和生產操作方式上的不同，因此而產生的焦化廢水水質上也存在非常大差異，一般來說，焦化廠蒸氨廢水水質如下：CODcr3000～3800mg/L、酚600～900 mg/L、氰10 mg/L、油50～70 mg/L、氨氮300 mg/L左右。再根據每個工廠所對應自己需求而工藝技術進行改變，這些值會有可能隨之加大。

3 近零排放技術具體應用

以徐州市一家焦化廢水近零排放項目工程設計為例進行研究。

3.1 設計進水水質

廠區內廢水主要有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+甲醇循環排污水、LNG造氣灰水、循環排污水。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+甲醇循環排污水水量為40m3/h；LNG造氣灰水水量為25m3/h；循環排污水水量為150m3/h。

3.2 工藝流程

廢水處理工藝流程的確定，取決于廢水水質水量及排放要求，在滿足出水要求的前提下，要求技術先進適用、經濟合理、運行穩定可靠且節省占地。

該項目廢水有機污染物和氮濃度高，針對廢水組成特點，本設計采用除油預處理+生化處理+深度處理的處理工藝。污水處理裝置出水進入中水回用車間，產品水回用，濃水進行多效蒸發結晶，整個系統實現近零排放。污水處理過程中產生的廢氣統一收集處理，達標后高空排放。污水處理過程中產生的生化剩余污泥、含油污泥脫水后進入煤爐摻燒，化學污泥脫水后與結晶混鹽外運處置，臭氣處理廢棄的活性炭進入煤爐摻燒。

3.3 占地面積

本次工程新建一套污水處理近零排放系統，配套處理廠區產生的8000m3/d的廢水。污水處理近零排放系統含除油預處理、生化處理、深度處理、中水回用、蒸發結晶及臭氣處理6個單元，預計用地170m×115m（約30畝）。

3.4 運行成本

運行費用包含廢水處理裝置運行過程中公用消耗（水、電、氣）及藥劑的費用，該項目系統中產生的油泥、生化污泥和廢活性炭均至煤爐摻燒，運行成本不做考慮。同時，物化污泥和結晶混鹽需外運處置，該部分處置費用未列7.2元，中水回用噸水運行費用為2.9元，多效蒸發結晶噸水運行費用約為入運行費用。針對本設計所選取的工藝，按照近零排放系統8000m3/d廢水量的處理規模，核算噸水運行費用約為12.9元，其中污水處理噸水運行費用為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 結語

本文以徐州市一家煉焦制氣企業廢水近零排放項目工程設計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廢水處理一些幫助。