焦化企業(yè)廢水全廠零排放技術方案

摘要：本文結合焦化廢水特點，提出了廢水零排放處理工藝技術方案，并提出相應的建議，為焦化行業(yè)廢水處理提供參考。

關鍵詞：焦化廢水;零排放;深度處理

中圖分類號：X784 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）06-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.048

Technical scheme of zero discharge of coking enterprises wastewater

Zhao Pengfei

（Shanghai Electric Group State Owned Huanqiu Engineering Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030000，China）

Abstract：Based on the characteristics of coking wastewater，this paper puts forward the technological scheme of zero discharge treatment of wastewater，and puts forward corresponding suggestions，which can provide reference for wastewater treatment in coking industry.

Key words：Coking wastewater;Zero discharge;Advanced treatment

焦化企業(yè)作為重點監(jiān)管單位，應做到生產廢水處理后綜合利用。企業(yè)在進行建設時應配套健全廢水收集管網，從根本上解決廢水的分類分質處理問題，為實現(xiàn)廢水處理裝置的零排放打好基礎。

焦化生產廢水主要來自煉焦過程產生的蒸氨廢水、煤氣預冷水、煤氣終冷水、粗苯分離水、管線凝液、泵軸沖洗水等，主要污染物有焦油、揮發(fā)酚、氰化物、硫化物、苯及氨氮等，具有污染物濃度高、成分復雜、生化性差等特性，屬于行業(yè)典型的高濃度難生化處理廢水[1]。該類廢水常見的處理方法主要包括：氣浮除油、陶瓷過濾除油、蒸氨脫氨、混凝沉淀、生化處理、活性炭吸附、離子交換樹脂軟化、特種樹脂吸附、機械過濾及多介質過濾、超濾、反滲透等組合工藝[1-3]。根據(jù)《焦化行業(yè)準入條件》及《焦化廢水治理工程技術規(guī)范》等要求，焦化企業(yè)應配套廢水處理裝置并實現(xiàn)生產廢水零排放，熄焦廢水要實現(xiàn)閉路循環(huán)不外排。

1 焦化廢水來源及處理要求

焦化廢水主要分為三部分：生產污水、生活化驗廢水及清凈排水（含鹽廢水）。

1.1 生產污水

生產污水分為高濃度和低濃度廢水兩部分。

高濃度廢水主要包括蒸氨廢水、粗苯分離水、煤氣預冷終冷廢水、煤氣管線凝液、煤氣凈化裝置區(qū)放空液、煤氣水封水及導煙孔水封水等，含有多項焦化特征污染因子，主要污染物為化學需氧量、氨氮、懸浮物、揮發(fā)酚、氰化物、石油類、硫化物及苯等，污染物濃度高且難生物降解。首先將上述高度生產廢水進行收集送“機械化刮渣槽+焦油氨水澄清槽+氣浮除焦油器+陶瓷管過濾器”進行預處理，然后送蒸氨塔進行脫氨處理，蒸氨產生的濃氨水可用于脫硫工序，蒸氨廢水送污水處理站。

低濃度生產廢水主要有地坪設備沖洗水、泵軸沖洗水等，含有多項焦化特征污染因子，但污染物濃度相對較低，可收集直接進入污水處理站[4]。

1.2 生活化驗廢水

主要來自綜合辦公樓、職工宿舍、職工食堂、廠區(qū)化驗室等產生的廢水，含有COD、BOD5、氨氮、石油類等污染物，濃度較低，可直接送入污水處理站進行處理。

1.3 清凈排水

清凈排水又稱為含鹽廢水，主要包括：脫鹽站排水、循環(huán)水裝置排水、鍋爐定期排水等。主要污染物包括：含鹽類物質、COD、氨氮及SS等，污染物含量較低，收集送中水處理裝置，經過濾、超濾、反滲透等脫鹽處理后循環(huán)回用[5]。

2 廢水零排放處理技術方案

焦化廢水要實現(xiàn)零排放，有兩個需要重點注意的地方：一是要最大程度地實現(xiàn)廢水凈化后循環(huán)回用，二是要實現(xiàn)廢水中鹽類物質的去除。

本文提出的零排放處理工藝思路為：生產及生活污水采用“預處理（除油+氣浮）+調節(jié)池+生化處理（厭氧+一段缺氧+一段好氧+一段沉淀+二段缺氧+二段好氧+二段沉淀）+深度處理（混凝沉淀+機械過濾+多介質過濾+超濾+離子交換樹脂軟化+特種樹脂吸附有機物+兩級反滲透）+再濃縮處理（二級樹脂深度軟化+兩級濃水高壓反滲透）+三效蒸發(fā)結晶除鹽或分鹽”處理工藝;清凈排水采用“混凝沉淀預軟化處理+機械及多介質過濾+超濾+離子交換樹脂軟化+反滲透”處理，產水可回用循環(huán)水系統(tǒng)等生產補水，濃水送生產廢水處理系統(tǒng)“再濃縮處理+三效蒸發(fā)結晶除鹽或分鹽”進行處理。

污水處理主要劃分為六個處理單元，分別為：預處理單元、生化處理單元、深度處理單元、中水處理單元、再濃縮處理單元、蒸發(fā)結晶除鹽單元等。

2.1 預處理及生化單元

焦化廢水首先經過隔油池除油、氣浮除油進行除油預處理，除油廢水進入調節(jié)池調節(jié)均衡來水水質，然后進入生化處理單元。

（1）預處理單元主要包括“隔油池除油+氣浮除油”等裝置。蒸氨廢水及其他生產廢水首先經隔油池預處理除去重油、輕油，凈化出水再進一步進行氣浮除油，兩級預處理除掉的含油類物質收集返回生產工序摻煤煉焦。經除油預處理后的廢水送入調節(jié)池，調節(jié)池在此處具有兩個作用：一是起到沉淀分離作用，可以進一步去除上步預處理工序未處理完全仍殘留的含油類物質;二是可以均衡水質，起到調節(jié)來水水質水量的作用，為下一步廢水生化處理創(chuàng)造有利的條件。

（2）生化處理單元主要包括“厭氧+一段缺氧+一段好氧+一段沉淀+二段缺氧+二段好氧+二段沉淀”等裝置。其主要目的是通過生物處理去除廢水中的COD、BOD5、揮發(fā)酚、氰化物、硫化物、氨氮、苯等污染物。由于進水C/N比較高，故采用A/A/O+A/O生化工藝流程。預處理污水由提升泵提升進入預沉池，沉淀去掉大部分的懸浮污泥，同時起到一定程度的隔氧作用。預沉池出水送入?yún)捬豕ざ危渲饕δ苁翘岣邚U水的可生化性，通過厭氧池的水解酸化作用，將焦化廢水中難生物降解的污染物降解為小分子有機物。經過厭氧降解的廢水進入一段缺氧段，利用兼氧菌反硝化脫除廢水中的硝態(tài)氮。一段缺氧出水進入一段好氧池，通過好氧微生物的降解作用去除廢水中的COD、揮發(fā)酚、氰化物、苯等污染物，同時硝化作用可以使廢水中的氨態(tài)氮轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮。一段好氧出水進入一段沉淀池進行泥水分離，出水進入二段缺氧。在二段缺氧池投加葡萄糖等碳源補充反硝化所需碳源，使污水中剩余硝態(tài)氮再一次進行反硝化進一步脫除硝態(tài)氮，出水進入二段好氧，通過好氧微生物的降解作用進一步去除可生化降解的有機物。二段好氧出水進入二段沉淀池，清水進入深度處理單元。一段沉淀池的污泥通過一段回流污泥泵送回一段好氧池，二段沉淀池的污泥通過二段回流污泥泵送回二段好氧池，剩余污泥排入污泥濃縮池。

2.2 深度處理單元

采用“混凝沉淀+機械過濾+多介質過濾+超濾+離子交換樹脂軟化+特種樹脂吸附有機物+兩級反滲透”深度處理方案。混凝沉淀是通過投加高效混凝劑、高分子絮凝劑等以提高沉淀效率的方法進行處理，其目的是進一步降低出水中的懸浮物、硬度和COD。包括加藥混合、反應及泥水分離三個過程，澄清池出水進入下一步處理。機械過濾及多介質過濾主要作用是通過過濾去除廢水的無機及懸浮物等雜質，對超濾工序起到保護作用。超濾出水經離子交換樹脂軟化去除廢水中的鈣鎂等離子，然后再經特種樹脂吸附去除廢水的有機物。特種樹脂吸附主要是利用該樹脂（比如SMART樹脂）良好的有機物及色度等吸附性能，去除焦化廢水中難生物降解的有機物及色度等，具有難降解污染物脫除效率高、出水清澈透亮、水質優(yōu)良穩(wěn)定等特點。通過樹脂吸附可以確保反滲透進水的COD濃度降至80mg/L以下，對反滲透裝置起到穩(wěn)定水質和保護作用，增加了深度處理的穩(wěn)定性。反滲透產水循環(huán)回用，濃鹽水進入再濃縮單元。

2.3 中水回用

全廠清凈廢水主要包括循環(huán)水系統(tǒng)排水、脫鹽水站排水和鍋爐排水等，污染成分主要為鹽分和懸浮物。采用“混凝沉淀預軟化處理（預處理去除鈣鎂離子）+機械及多介質過濾+超濾+離子交換樹脂軟化（去除鈣鎂離子）+反滲透”處理，產水循環(huán)回用;中水回用濃排水與深度處理的濃排水等合并后進入再濃縮單元繼續(xù)處理。

2.4 再濃縮單元

采用“二級樹脂深度軟化+兩級濃水高壓反滲透”再濃縮處理方案，產水回用，高濃鹽排水進入蒸發(fā)結晶除鹽裝置。該單元主要作用是將濃水再次濃縮處理回用，進一步提高系統(tǒng)的廢水回收率超過90%，從而減小高濃鹽水的水量。其特點是采用類似海水淡化所使用的高壓反滲透裝置，實現(xiàn)最大程度的軟化水回用和濃鹽水中鹽類物質的富集。

2.5 蒸發(fā)結晶除鹽

高濃廢水采用“三效蒸發(fā)+結晶離心”除鹽方案。該單元通過三效蒸發(fā)濃縮及結晶處理，使得再濃縮工段的濃水得以回收利用，并析出結晶鹽，實現(xiàn)系統(tǒng)的零排放。蒸發(fā)凝水循環(huán)回用，結晶混鹽委托第三方處理或進一步進行分鹽處理。

3 結束語

焦化企業(yè)廢水要做到零排放，首先應配套完善的廢水收集管網，從而實現(xiàn)廢水的分類分質處理。本文建議采用“預處理（除油+氣浮）+調節(jié)池+生化處理（厭氧+一段缺氧+一段好氧+一段沉淀+二段缺氧+二段好氧+二段沉淀）+深度處理（混凝沉淀+機械過濾+多介質過濾+超濾+離子交換樹脂軟化+特種樹脂吸附+兩級反滲透）+再濃縮處理（二級樹脂深度軟化+兩級濃水高壓反滲透）+三效蒸發(fā)結晶除鹽或分鹽”的技術方案，可以實現(xiàn)零排放，滿足現(xiàn)行管理要求。

參考文獻

[1]丁玲，梁玉河，劉鵬.焦化廢水處理技術及其應用研究進展[J].工業(yè)水處理，2011，31（3）：6-10.

[2]Maranon M，Vázquez I，Rod R.I，Rodriguez et al.Treatment of coke wastewater in a sequential batch reactor（SBR） at pilot plant scale[J].Bioresource Technology，2008，99（10）：4192-4198.

[3]付江濤，王黎，王偉，等.焦化廢水樹脂吸附及深度處理回用[J].工業(yè)水處理，2017，37（5）：109-112.

[4]邢林林，張景志，姜安平，等.焦化廢水深度處理技術綜述[J].工業(yè)水處理，2017，37（2）：001-006.

[5]田艷麗.焦化企業(yè)廢水收集系統(tǒng)關注問題的探討[J].環(huán)境與發(fā)展，2019（6）：71-72.

收稿日期：2020-03-31

作者簡介：趙朋飛（1985-），男，漢族，碩士研究生，工程師及注冊環(huán)評工程師，研究方向為環(huán)境影響評價、環(huán)保竣工驗收。