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焦化廢水處理工藝與零排放等若干環(huán)評問題的探討

文檔作者：方芳1 劉京12 熊勤3 文檔來源： 1重慶大學城市建設與環(huán)境工程學院 2深圳市寶安區(qū)環(huán)境科學研究所 3中冶賽迪工程技術股份有限公司		點擊數(shù)： 32 1	更新時間： 2024年07月25日
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焦億摩水處理工藝與霧排私等蒂午
獅評問題的拐討
方芳1劉京12熊勤3
(1重慶大學城市建設與環(huán)境工程學院重慶400030
2深圳市寶安區(qū)環(huán)境科學研究所廣東深圳518101
3中冶賽迪工程技術股份有限公司重慶400030)
摘要以焦化項目中的廢水為主線，系統(tǒng)闡述環(huán)評中各有關環(huán)節(jié)的內(nèi)容，分析焦化廢水的產(chǎn)生環(huán)節(jié)、水量與水質(zhì)等排放
特征，評述現(xiàn)行焦化廢水處理工藝和推薦工藝，論證焦化廢水零排放的可行性，以期為焦化項目的環(huán)境影響評價起到借鑒作用。
關鍵詞焦化廢水處理工藝零排放環(huán)境影響評價
中圖分類號：X703．1 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2011)01—0063—03
焦化項目以生產(chǎn)焦炭和煤氣為主，同時回收焦油、苯、
氨、酚和氰等化合物．在煤氣洗滌、冷卻、凈化以及化工產(chǎn)品
回收、精制過程中產(chǎn)生大量廢水。焦化廢水屬有毒有害、難降
解的高濃度有機廢水．處理難度較大。本文結(jié)合筆者所做環(huán)
評．對焦化項目的廢水排放特征進行了較為全面和深入的分
析，對其在環(huán)境影響評價中應注意的幾點內(nèi)容進行了探討。
l焦化廢水的排放特征
1．1 焦化廢水的來源與水量
焦化廢水的來源可分為2個主要的途徑。
(1)原料附帶的水分和煤中化合水在生產(chǎn)過程中形成的
廢水。焦化廢水主要來源于煉焦煤中的水分。煉焦用煤一般
都經(jīng)過洗煤工段．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(fā)逸出：同時煤料受熱裂解。又析
出化合水。這些水蒸氣隨荒煤氣一起從焦爐引出．經(jīng)初冷器
冷卻形成冷凝水，即剩余氨水，是焦化工業(yè)主要廢水。含有高
濃度的氨、酚和氰、硫化物及油類。若入爐煉焦煤經(jīng)過煤干燥
或預熱煤工藝，則廢水量可顯著減少。
(2)生產(chǎn)過程中引入的生產(chǎn)用水和蒸汽等形成的廢水。
這部分水因用水用汽設備、工藝過程的不同，按水質(zhì)可分為
2大類。一類是用于設備、工藝過程的不與物料接觸的用水
和用汽形成的廢水．如焦爐煤氣和化學產(chǎn)品蒸餾間接冷卻
水，苯和焦油精制過程的間接加熱用蒸汽冷凝水等。這一類
水在生產(chǎn)過程中未被污染．當確保其不與廢水混流時。可重
復使用或直接排放．另一類是在工藝過程中與各類物料接觸
的工藝用水和用汽形成的廢水．這一類廢水由于直接與物料
接觸，均受到不同程度的污染。按其與接觸物質(zhì)不同．又可分
為2種：①接觸煤、焦粉塵等物質(zhì)的廢水，主要有：煉焦煤貯
存、轉(zhuǎn)運、破碎和加工過程中的除塵洗滌水：焦爐裝煤或出焦
作者簡介：方芳，博士，副教授，從事環(huán)境影響評價工作。
2011．No．1．
時的除塵洗滌水、濕法熄焦水；焦炭轉(zhuǎn)運、篩分和加工過程的
除塵洗滌水。這些廢水含固體懸浮物濃度高．一般經(jīng)澄清處
理后可重復使用．水量因采用濕式除塵器或干式除塵器的數(shù)
量多少而有很大變化。②含有酚、氰、硫化物和油類的酚氰廢
水．主要有：煤氣終冷的直接冷卻水、粗苯加工的直接蒸汽冷
凝分離水、精苯加工過程的直接蒸汽冷凝分離水：焦油精制
加工過程的直接蒸汽冷凝分離水、洗滌水．車間地坪或設備
清洗水等。這種廢水含有一定濃度的酚、氰和硫化物，與由煤
中所含水形成剩余氨水一起稱酚氰廢水．該廢水不僅水量大
而且成分復雜．
1．2焦化廢水的水質(zhì)
焦化廢水的水質(zhì)因煤氣凈化工藝的不同而差異很大。一
般焦化廠的蒸氨廢水水質(zhì)為：CODcr 3500--4500mg／L、酚
700～1400mg／L、氰7-20mg／L、油小于30ms／L、氨氮150mg／L
左右、TKN300mg／L左右。如果CODer以3500mg／L計、氨氮
以150mg／L計．則每t焦炭至少可產(chǎn)生0．65kg的CODer和
0．027kg氨氮。2004年中國生產(chǎn)機焦17733萬t．則在焦化廢
水中產(chǎn)生的CODer高達115264．5t、產(chǎn)生的氨氮高達
4787．9It．若處理不當將對環(huán)境造成極其嚴重的污染。
同時。焦化廢水還含有大量其它有機化合物和無機物．
據(jù)文獻報道．已鑒定出的單種化合物約500余種。有機物主
要是酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物
等，其中易降解有機物主要是酚類化合物。萘、呋喃、咪唑類．
而砒啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等為難降解的有機物。無機物主
要為氨氮，其余為氰化物、硫化物、硫氰根、氯根以及硅、鈣、
鉀、鈉等元素的化合物。
焦化廢水是一種高濃度、多組分的難處理廢水。其危害
己眾所周知，如酚、氰對人體有毒害，氨氮易引發(fā)富營養(yǎng)化。
萬方數(shù)據(jù) O
使魚類中毒。具有潛在危害的是焦化廢水中具有致癌性稠環(huán)
芳烴．美國環(huán)保局(EPA)所列的飲用水中16種有害有機物
大多能從焦化廢水中找到。此外．焦化廢水中可能還存在濃
度較低而其對生物及自然界的危害目前尚未被充分認識到
的污染因子。鑒于此。國內(nèi)外普遍重視焦化廢水處理技術的
研究及治理工作。
2焦化廢水的處理工藝
多年來．焦化廢水處理及排放問題一直是困擾焦化廠設
計、建設、運行管理的一大難題。我國自20世紀70年代初開
始焦化廢水治理工作。取得了較大進展。自“七五”后所建焦
化廠的廢水處理設計普遍采取加強預處理一、二級除油和廢
水均化，適當延長生化時間至16～24h，并增設后處理工序。
如混凝處理及污泥脫水。因此．目前國內(nèi)已建大中型焦化廠
的焦化廢水以酚、氰為重點的污染因子經(jīng)這一系列工序處理
后基本都能達標。但是，隨著人們對環(huán)境認識的深入及《污水
綜合排放標準》(GB8978—1996)的頒布實施，在焦化廢水治
理上暴露出2方面問題：①NH，一N的去除，②難降解廢水及
難降解的PAH的去除．其實質(zhì)就是NH，一N和COD的降解
和達標．這也是當前的處理技術著重需要解決的問題。而且
隨著焦化廢水零排放要求的提出．焦化廢水的深度處理也逐
漸提上日程。
焦化廢水處理技術一般可分為物理化學法和生物化學
法。物化法包括溶劑萃取脫酚、石灰或燒堿蒸餾除氨、堿式氯
化法去除氰和氨、化學氧化法去除有機物、濕式氧化及活性
炭吸附等。此類方法去除污染物效率高、運行穩(wěn)定。但是多種
有機物需要多種物化法聯(lián)合處理才能去除．一般用于對水質(zhì)
有特殊要求的深度處理。而生化法則可在單一的生物處理系
統(tǒng)中同時去除多種污染物．因此被廣泛應用于焦化廢水處理
中。工藝大致分為M／O法(厭氧一缺氧一好氧)、A／O法(缺氧一
好氧)．均以硝化一反硝化為基本流程的工藝。近年來。國內(nèi)已
有焦化廠。如包頭焦化廠、上海焦化廠、華西焦化廠以及山西
汾西礦業(yè)集團焦化廠等．采用了生物除氮工藝對其原有的好
氧生物處理系統(tǒng)進行了技術改造，效果較好。以M／O法為
例。有關研究結(jié)果表明。其對COD的去除效果良好．對多環(huán)
和雜環(huán)化合物也達到極大限度地去除．同時能實現(xiàn)對廢水中
氨氮和總氮的控制。但相比于該工藝在城市污水處理中的應
用，仍然存在投資費用和運行成本較高．耐沖擊性和適應性
差等問題。
近年來．國內(nèi)焦化廢水處理還出現(xiàn)了幾種先進有效的新
技術，如濕式催化氧化技術、臭氧氧化技術、生物強化技術、
離子交換技術、Fenton試劑技術、固定化細胞技術、膜分離技
術等。這些新技術對焦化廢水的處理效果有明顯的改善．但
實際運用到工程中尚存在諸多困難．再加上處理成本偏高．
目前還很難應用到實踐中去。
根據(jù)焦化廢水處理后回用的途徑不同，其處理程度和工
藝也有所不同。應該注意的是．若焦化廢水回用于循環(huán)水補
充水等水質(zhì)要求較高的地方，則必須進行深度處理．可采用
混凝沉淀、過濾、活性炭過濾及超濾等工藝。
2011．No．1．
圖1為筆者在某環(huán)評中推薦的焦化廢水處理工藝．具有
一定的代表性和普適意義。流程圖和各單體具體分析如下：
廢水
至焦油貯精上清液|u1流
圖l 焦化廢水處理工藝流程圍
罩傅
熊他
(1)隔油池：焦化廢水中含有大量焦油．對后續(xù)的生化處
理不利，一般要求進入生物池油含量小于100mg／L．最好小
于25mg／L，可采用平流式隔油池．廢水在池中的停留時間為
2—4h，水平流速為1～1．2mnds。
(2)氣浮池：采用氣浮的方法可以較好地去除隔油池中
不能去除的乳化油和膠狀油．在減壓過程中釋放出的氣體的
氣泡直徑為30．120肛m。上升流速為2～5mm／s．氣浮效果較
好．除油效率為50％一70％。為提高去除率．還可向廢水中加
混凝劑。氣浮池可采用成型設備。
(3)調(diào)節(jié)均和池：焦化廢水成分復雜，水質(zhì)、水溫差別大。
為保證后續(xù)生化處理穩(wěn)定運行，需對廢水進行調(diào)節(jié)；同時，為
防止廢水中酚濃度過高抑制后續(xù)生化工藝的正常運行．在調(diào)
節(jié)均和池中可用一定量的處理水與焦化廢水稀釋混勻。為達
到較好的調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的效果．應采取較大的池容和水力停
留時間．
(4)A2，0工藝：在厭氧水解池，廢水中難降解的有機物轉(zhuǎn)
變?yōu)樾》肿踊衔?。提高廢水的可生化性．這些有機物在缺
氧段就能成為可利用的碳源．使缺氧段的碳氮比基本滿足反
硝化條件，因此一般不需投加碳源，就能使系統(tǒng)的硝態(tài)氮還
原成氮。在缺氧反應器反硝化過程中．微生物利用NOr中的
氧使有機物氧化分解，同時，產(chǎn)生H：，既去除了NOr。又可去
除廢水中大部分有機物．然后剩余的有機物進入好氧段進一
步降解，這樣減輕了好氧段有機物的處理負荷．使好氧段的
活性污泥以硝化菌為主體，可提高硝化效率。此外在缺氧段
反硝化過程中生成的堿可以補充好氧硝化過程所需要的堿
量。
(5)混凝處理：進一步去除廢水中有機物、懸浮物等污染
物質(zhì)，降低色度，確保出水水質(zhì)達到回用的要求。
(6)污泥處理：剩余污泥和化學污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮
后，含水率由99．5％降到97％左右，經(jīng)壓濾機脫水后濾餅含
水率降至75％一80％之間。將泥餅用汽車運至煤場，摻入煉焦
煤中。
采取上述工藝處理廢水后。廢水中各污染物濃度較低．
出水水質(zhì)良好。一般可達到(GB8978一1996)一級標準，能滿
足熄焦等用水的要求。
3焦化廢水的零排放
焦化廢水的處理和達標排放是基本要求。而廢水回用、
0
L廖：l：．．|
剮射
甲一申；
萬方數(shù)據(jù)
實現(xiàn)水資源的再利用和零排放才是最終目的。要實現(xiàn)焦化廢
水的零排放。需根據(jù)企業(yè)性質(zhì)．針對不同的用戶采取相應的
處理工藝。
鋼鐵企業(yè)焦化廢水經(jīng)生化處理后可全部回用于焦化廠、
鋼鐵廠。
}對有洗煤廠的獨立焦化廠．處理后廢水可送往洗煤
廠，用作洗煤補充水。
木采用濕法熄焦的獨立焦化廠．處理后廢水可用作焦化
廠的濕法熄焦補充水、除塵補充水和煤場灑水等。
}采用干法熄焦的獨立焦化廠，應采用深度處理工藝， 堡．翮?．燁15秈，
!翌．n麗!II?II‘to?．．楚蔓．．．-
{．．廣]盯麗廠]●辣90 ．：
．螄o?～勰藕]——L—j ． 一．翻飄馳
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}，。廠=竺，}秈秈： 幽—一亙匾)_Lj?·-_。：。-r· 單位：m3／d
將處理后廢水回用于凈循環(huán)水系統(tǒng)．實現(xiàn)廢水的零排放。
棗對鋼鐵聯(lián)合企業(yè)．處理后廢水送煉鐵廠用作高爐沖渣
水、泡渣水．或送煉鋼廠用作濁循環(huán)水補充水，因其對水質(zhì)要
求較低．處理后的焦化廢水完全可滿足其對水質(zhì)的要求．基
本上可全部消耗掉而不外排。如濟鋼焦化廠、沙鋼焦化廠，建
設了回用水池，收集并儲存處理后的焦化廢水、生產(chǎn)凈廢水，
并將這部分水回用于鋼鐵企業(yè)濁循環(huán)水系統(tǒng)中。
根據(jù)焦化廠應少排或不排廢水的原則．筆者在某30萬t
焦化廠環(huán)評中提出零排放的建議。其水量平衡如圖2所示。
在評價中筆者建議將生產(chǎn)廢水進行嚴格的清污分流．對
于熄焦、冷鼓、蒸氨、水封、化驗等工段下產(chǎn)生的含有較多污
染物的廢水，著重于充分回收、綜合利用。對于設備冷卻水、
工藝冷卻水等相對清潔的廢水則重在加強循環(huán)利用．最大限
度節(jié)約新鮮水用量和減少廢水外排量。污水處理站處理工藝
建議采用A2／0工藝．以提高處理站出水水質(zhì)．并且將處理水
回用于熄焦，從而降低耗水量。
參考文獻
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凈水技術，2005。24(2)
2張光吉．焦化廢水處理工藝淺析．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟．2005，15
(15)
3李亞新．李林永．A2／o工藝處理焦化廢水述評．科技情報開發(fā)與經(jīng)
濟．2004，14(1)
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6尹君賢。張一紅．焦化廢水零排放的可能性探討．燃料與化工，
2004．35(6)
(上接第62頁)
工作的總體滿意度和公眾意見調(diào)查范圍及對象。環(huán)境保護敏施建設、運行狀況。應附環(huán)境影響報告書、初步設計提出的要
感區(qū)域范圍內(nèi)各年齡段、各層次人群．環(huán)評期間參與調(diào)查人求．環(huán)境影響報告審批意見、批復要求及實際建成落實情況
員比例應盡可能達到50％以上。對比表。
7環(huán)境管理檢查8結(jié)束語
主要檢查內(nèi)容為：環(huán)境保護檔案資料；環(huán)境保護組織機建設項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測的準確性、完整性，既
構(gòu)及管理規(guī)章制度：環(huán)境保護設施建成及運行紀錄；環(huán)境保反映建設項目的情況和污染信息，也是監(jiān)測部門工作能力的
護措施落實情況及實施效果；環(huán)境監(jiān)測計劃的實施；固體廢表征。因此，對項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測工作中的方案編
物來源、種類(一般或危險廢物)、產(chǎn)生及處理量、最終去向， 寫，要有充分時間準備和足夠的重視，對開展現(xiàn)場驗收監(jiān)測
對危險廢物．若委托處理．應核實處置單位的資質(zhì)、檢查相應準確性、完整性給予技術支持。
委托處置協(xié)議及危險廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單；若有危險廢物填埋場，
應按GBl8598檢查其是否符合要求：“以新帶老”等環(huán)境保參考文獻
護要求的落實．落后生產(chǎn)工藝、設備的淘汰、關停、拆除及原1環(huán)發(fā)(2000)38號文．關于建設項目環(huán)保設施竣工驗收監(jiān)測管理有關
有工程治理、環(huán)境保護設施改造情況。列表說明“以新帶老” 問題的通知．北京：國家環(huán)?？偩?，2000
落實情況。染物排放標識、排污口規(guī)范化建設與整治情況。環(huán)2國家環(huán)境保護總局．建設項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測·北-g,：中國環(huán)
境風險、污染事故應急預案與防護措施的檢查：環(huán)境保護設境科學出版社，2004
—-●m—_h—-●I-—‰“，m¨，Ⅲ●●p，Ⅵ¨-—¨¨_—^H_，_¨-，一¨-’叫h¨—●‰一_¨¨—_¨．—_¨¨—～¨．，Ⅲ‰，H●，H，?‰．，呻¨¨—”¨¨√m¨¨一-岫¨¨·-·1114?_1111”_-。1111．．，”‰．，m●●_，_lI-—H●--—-¨All-．—H●I—一lIF，_¨p—‰p_h_—H●●-。咖¨。啊¨—¨h。啪n·一●l--‘帥h，H●h—_¨∥
中國智能能源網(wǎng)有望將我國能源效率提高1 5％
近日，備受業(yè)界關注的中國智能能源網(wǎng)課題研究報告通提高15％。將創(chuàng)造出可觀的節(jié)能減排空間和經(jīng)濟價值。并推
過了國內(nèi)外專家的評審。據(jù)了解．智能能源網(wǎng)一旦在全國推動中國多個產(chǎn)業(yè)的快速成長。
廣．每年大約可節(jié)省至少4億t標煤，有望把我國能源效率

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