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焦化废水深度处理技术分析

来源:科柏盛环保     发布时间:2020-10-12

       随着人类社会的发展,水资源也呈现愈发的紧张,是人类面临的重要问题。其中,焦化企业就需要处理好关于水的问题,一方面在焦化企业运营过程中,需要不断地补充新水进行冷却循环、锅炉补水。另一方面还需要进行处理高浓度焦化废水,能够针对污染的水做出处理,从而保护环境,实现可持续发展。因此,采用污水深度处理技术就能够处理以上问题,从而能够实现节约水资源,提升水的使用效率。其中,在污水深度处理系统中,主要采用高效澄清+过滤+超滤+反渗透处理工艺;废水处理系统采用高效澄清+生化处理+反渗透处理工艺。在该系统的作用下,就能够实现废水的循环使用,从而在焦化企业中提升水的利用效率,达到节能增效的作用。

       关键词:焦化废水;深度处理技术;节约水资源

       一、生化法

       1.1曝气生物滤池

       曝气生物滤池(BAr)在焦化废水深度处理中主要应用在常规生化处理(如A/O、A70)之后。采用缺氧、好氧两级升流式曝气生物滤池(UBAF)对某焦化厂二级生化出水进行深度处理,结果表明,在最佳实验条件下,出水COD和氨氮分别达到《污水综合排放标准》(GB8987--1996)的二级和一级排放标准(下文中如提到排放标准不做说明时均指此国标)。BAF技术在焦化废水深度处理中已有工程应用。某焦化公司对酚氰废水采用了MO—BAF的处理工艺,其中BAF对COD和氨氮的去除率分别为20%和50%,处理出水达到国家一级排放标准的要求。BAF前增加混凝气浮可有效去除污水中的悬浮物,进而可提高曝气生物滤池的运行周期,减少反冲洗次数。

       1.2膜生物反应器

       膜生物反应器(MBR)在焦化废水深度处理中也用在常规生化处理之后,起到生化后处理和反渗透预处理的双重作用。70m3/h的焦化废水处理项目采用的是“MO+MBR”工艺,当生化进水COD<200mg/L时,经MBR处理后出水COD≤85mL,BOD5≤20mL。MO工艺后接MBR进行了焦化废水的深度处理研究,结果表明,MBR处理高效稳定,废水的急性毒性大大降低;膜污染主要由污泥上清液的胶体成分造成,物理清洗可去除膜表面的颗粒物,但长期运行造成的严重膜污染只能由化学清洗来消除。

       在传统生化处理后直接加MBR或BAF对焦化废水进行深度处理,处理效果有时并不理想,这是因为焦化废水经过HRT长达数十至上百小时的生化处理后,出水中可生物降解的有机物浓度很低,可生化性很差。因此可在BAF或MBR前增加高级氧化等工艺来提高废水的可生化性。

       二、物理化学法

       2.1混凝沉淀法

       混凝沉淀法是通过在废水中加入混凝剂、絮凝剂使废水中难以沉淀或过滤的污染物通过吸附、架桥和网捕等作用使其集结成较大的颗粒,再通过沉淀去除的方法,本方法在焦化废水的深度处理中主要用于去除二级处理中微生物未能降解的有机物,氮磷等溶解性无机物。常用的混凝剂有聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。

       2.2吸附法

       吸附法是利用吸附剂的吸附作用去除废水中污染物的方法。吸附法对焦化废水中的氨氮、氰化物、环境危害大的持久性有机物均有很好的去除效果。在焦化废水深度处理中常用的吸附剂有活性炭、粉煤灰(包括炉灰、熄焦粉)、煤粉、钢渣、膨润土、硅藻土、沸石以及大孔树脂。其中活性炭吸附在工业废水中的应用研究较为深入,但是因价格昂贵,回收困难;近些年大孔树脂以其吸附容量高、再生容易等特点吸引了广泛研究。

       2.3膜分离法

       膜分离法作为重要的废水深度处理技术,主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。处理过程中基本无相变化,可以在常温下操作,且具有效率高、能耗低、投资小、操作简单等特点,成为当前焦化废水深度处理的研究热点之一,目前膜分离法在焦化废水深度处理中的应用通常是超滤(UF)+反渗透(RO)或超滤(UF)+纳滤(NF)组合工艺。

       三、焦化废水深度处理技术的发展策略

       3.1各种传统焦化废水深度处理方法的对比研究

       焦化废水深度处理的方法有:二氧化氯氧化法、臭氧氧化法、湿式催化氧化法、超声波空化法、多介质过滤法、化学絮凝法、活性炭吸附法、BAF法、MBR法、超滤技术、纳滤技术、反渗透技术等等。各种处理方面的优劣势对比如下表。不同的处理工艺各有优缺点,根据企业的实际情况选择才合理。建议先采用混凝沉淀或多介质过滤、高级氧化工艺预处理,再用BAF法或MBR法处理,最后用膜法滤透法脱盐处理。实践证明这样的工艺安排处理效果好、成本较低。

       3.2焦化废水深度处理废物的回收利用策略

       煤炭化工加工行业用水量大,由于生产工艺都是采用循环冷却和锅炉设备需要大量新水补给,因此会产生高浓度的焦化废水。在焦化废水深度处理方面,废物回收将大大降低生产成本。例如:将深度处理后的水用于冷却塔和锅炉的循环用水,就可以大大降低生产用水的水量,还减少的污水排放对环境的影响,增加了煤炭加工企业的经济收益。据了解就有某煤化工企业通过焦化废水回用后技术实现每年节省水费1100万元。另一方面,经过预处理后的工业废水在环境允许的范围内排放到周边的土壤或水域也是可以对当地水质和土壤有所改善。

       四、焦化废水深度处理的现状及问题

       4.1对焦化废水深度处理的重视不够

       一些煤炭焦化加工企业还没有建立起完善的管理体系和科学的生产工艺。为追逐利益,一些企业在焦化废水深度处理方面工艺还没有达到条例规定的标准,在深度处理设备方面投入不够,处理不够彻底。由于监管不利,一些焦煤加工企业对焦化废水只做粗放处理就排放了。极大浪费了资源,还对环境造成了极大污染。

       4.2传统的焦化废水深度处理工艺还不够完善

       焦化废水深度处理主要以化学处理为主,但单一的化学处理方法是不能到达有效的处理结果的。实践中常用的深度处理方法有:物理处理法和化学处理法。为了达到条例规定的废水处理水质,一般采用几种处理方法联合使用的办法。由于国内焦化废水深度处理才刚刚开始,常用的处理工艺如:湿法熄焦、高炉冲渣、煤场抑尘、转炉煤气洗涤水、除尘水及烧结混料和工业给水等等。这些工艺都还存在一定缺陷,极易发生二次污染转移,水资源浪费严重。主要原因是:国内企业在焦化深度处理方面多选择化学法处理和膜分离相结合的工艺。一方面,由于膜分离环节中的处理膜极易受到污染,并且膜清洗频繁以及膜使用寿命有限等等问题,该工艺处理后的排水水质并不能完全达标。另一方面,处理膜重复使用造成了二次污染问题。受设备投入成本的影响,频繁更换处理膜成本过高,很多企业大多不愿意投入这方面的设备维护资金。

       4.3传统的焦化废水深度处理工艺成本过高

       从目前的实践来看,国内在焦化废水深度处理的各种工艺都存在成本较高的问题。处理成本过高一方面是对深处理的各种工艺没有做科学合理的组合造成的。另一方面,许多企业对废水的处理还停留在处理环节,没有废物回收再利用的变废为宝的处理思想。焦化废水中富含的有机物能够很好的回收,也可以为企业增加收入,降低废水处理的成本。在焦化废水处理工艺方面的实现处理成本的有效控制,更能调动企业的积极性。

       结束语:

       目前国内的煤炭深加工企业越来越多,对煤炭的深加工能有效提高煤炭的附加值,是当前国家政策鼓励大力发展的新产业。但煤炭深加工产业的工业废水焦化废水由于其含有大量的化学有机化学成分,难以生物降解。因此焦化废水深度处理成为焦化厂亟待解决的技术问题。
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