鋼鐵工業(yè)焦化廢水治理技術(shù)研究

1、冶金之家網(wǎng)站鋼鐵工業(yè)焦化廢水治理技術(shù)研究鋼鐵工業(yè)焦化廢水治理技術(shù)研究張瑜，江白茹(華中科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院武漢430074)摘要：要：簡(jiǎn)述了鋼鐵工業(yè)焦化廢水的處理現(xiàn)狀。指出焦化廢水傳統(tǒng)處理方法的缺點(diǎn)，提出焦化廢水處理的新技術(shù)。關(guān)鍵詞：詞：焦化；廢水；處理1概述概述鋼鐵工業(yè)煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣的條件下，將煤加熱到960~1000e，得到焦炭及一些化工產(chǎn)品，同時(shí)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含有大量大分子難降解有機(jī)物的廢水。廢水的成分非常復(fù)

2、雜，主要有酚、氰化物、氨氮、有機(jī)鹽、芳烴、有機(jī)油及硫化物等污染物，這些污染物如果未經(jīng)處理或處理不當(dāng)隨廢水外排，將對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染。目前無論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)對(duì)鋼鐵工業(yè)煉焦廢水的處理都沒有一個(gè)很好的方法，廢水中大量的大分子難降解有機(jī)物難以用常規(guī)方法處理，這些大分子有機(jī)物和氨氮等物質(zhì)的存在也影響其它易處理成分的處理效果。為了保護(hù)有限的水資源，必須對(duì)焦化廢水的治理技術(shù)進(jìn)行研究。一方面可以采用新技術(shù)處理焦化廢水，使廢水中的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子

3、有機(jī)物和無機(jī)物，從而增加廢水的生物可降解性、降低廢水的毒性。另一方面也可以直接利用焦化廢水治理低濃度SO2等氣態(tài)污染物，達(dá)到以廢治廢的目的。2焦化廢水的來源、組成及治理現(xiàn)狀焦化廢水的來源、組成及治理現(xiàn)狀2.1焦化廢水的來源焦化生產(chǎn)是用經(jīng)過洗選，含水約10%的煉焦煤，粉碎到規(guī)定的細(xì)度，從焦?fàn)t頂部裝入炭化室，經(jīng)高溫干餾得到焦炭。焦化廢水來自于各個(gè)生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的污水，焦化生產(chǎn)工藝流程及廢水來源見圖1。2.2焦化廢水的組成焦化生產(chǎn)工藝過程

4、表明：焦化廢水由4部分生產(chǎn)污水匯合而成。(1)剩余氨水(或經(jīng)蒸氨后的廢水)。由裝爐煤中的外在水分、煤在煉焦過程中形成的化合水以及焦?fàn)t上升管噴射的蒸汽中的水分組成。該污水含酚約600~1200mgL，COD約3000mgL，含NH3約200~300mgL。(2)煤氣終冷循環(huán)水排污水(或經(jīng)黃血鹽脫氰后污水)。在進(jìn)行煤氣的最終冷卻時(shí)，煤氣中一定數(shù)量的酚、萘、氰化物、硫化物及吡啶鹽基等進(jìn)入冷卻水中。為保證煤氣的終冷溫度和減輕脫苯蒸餾設(shè)備的腐蝕，

5、終冷循環(huán)水須部分用新水更換，而排出一定量的含酚、氰化物污水。該污水含酚約150mgL，氰化物約80~150mgL，COD約1500mgL，油約200mgL，并有少量硫化物。(3)化產(chǎn)品分離水：在化產(chǎn)品粗、精制加工過程中的水蒸冷凝水和化產(chǎn)品沉降分離產(chǎn)物，以及各種貯槽定期和事故排出的污水。該廢水主要含芳烴類、酸、堿、鹽等。(4)化產(chǎn)車間跑、冒、滴、漏產(chǎn)生的污水。該污水較為復(fù)雜，主要為芳烴，堿、酸污水，COD含量高。2.3焦化廢水治理現(xiàn)狀目前

6、焦化廢水一般按常規(guī)方法進(jìn)行兩級(jí)處理。第一級(jí)處理包括：隔油，過濾(或一次沉降)，溶劑萃取脫酚，蒸氨，黃血鹽脫氰等。第二級(jí)處理包括：浮選，生物脫酚，混凝沉淀等。焦化廢水經(jīng)上述兩級(jí)處理后，外排廢水中酚的含量可達(dá)到GB1345692標(biāo)準(zhǔn)，但氰化物、COD及氨氮很難達(dá)標(biāo)。因此，研究開發(fā)一種理想的焦化污水處理技術(shù)是鋼鐵工業(yè)環(huán)境治理工作中的一項(xiàng)重要課題。冶金之家網(wǎng)站用臭氧氧化法處理焦化廢水可以同時(shí)脫除廢水中的酚、氰化物及其他有機(jī)物。其反應(yīng)機(jī)理為：廢水

7、中的酚與臭氧反應(yīng)，首先被氧化成鄰苯二酚，接著鄰苯二酚繼續(xù)氧化成鄰醌。如果在處理過程中有足夠的臭氧，則氧化反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行下去。但反應(yīng)中只有少量的酚能完全氧化為CO2和水。廢水中的氰CN與臭氧反應(yīng)，首先被臭氧氧化為CNO，然后CNO繼續(xù)被臭氧氧化為N2。美國(guó)的煉焦廠已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。廢水中的酚濃度可以由0.16~0.39mgL降到0.003mgL；在銅催化條件下，氰化物濃度可以由20mgL降至0.1mgL以下[2]。影響臭氧

8、氧化的因素，主要是廢水中雜質(zhì)的性質(zhì)、濃度、pH值、溫度、臭氧的濃度和用量、臭氧的投加方式等。用臭氧氧化法處理焦化廢水的結(jié)果表明，臭氧對(duì)去除廢水中的酚、氰化物等污染物有顯著效果；殘留于廢水中的臭氧易分解，一般不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并且能增加水中的溶解氧；操作管理方便。但是此法在工業(yè)應(yīng)用中還存在一些問題，如臭氧發(fā)生器耗電量大，運(yùn)行及投資費(fèi)用高；由于臭氧的強(qiáng)氧化性，在操作過程中控制不當(dāng)易對(duì)周圍的生物造成危害，因此目前未能廣泛推廣。3.3離子交換法

9、離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和廢水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去廢水中有害離子的方法[3]。離子交換法的優(yōu)點(diǎn)是離子的去除效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作控制。缺點(diǎn)是對(duì)廢水的預(yù)處理要求較高，離子交換劑的再生及再生液的處理難度較大、費(fèi)用較高。離子交換法可以用來處理氰化物濃度較低的焦化廢水[4]，已有報(bào)道用LewatilM600陰離子交換樹脂處理焦化廢水，以甲醇或異丙醚再生[5]。但離子交換法不能用于處理含高濃度氰化物的焦化廢水，原因在于樹

10、脂再生時(shí)會(huì)析出高毒氰化氫氣體，高濃度氰化物會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞離子交換樹脂[2]。從目前研究情況來看，離子交換法只能作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的末級(jí)處理工藝用以脫除低濃度的酚、氰化物及其它有機(jī)物，不適合用于工業(yè)焦化廢水處理系統(tǒng)中的第二級(jí)廢水處理工藝。3.4活性炭吸附法活性炭是一種由含碳為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化活化制得的疏水性非極性吸附劑。它具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，可以耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，耐高溫、高壓作用，不易破碎。與其他吸附劑相比較，活性炭

11、具有巨大的比表面積，一般可以達(dá)500~1700m2g，因而形成了強(qiáng)大的吸附能力。活性炭是目前廢水處理中普遍采用的吸附劑，可用于各類廢水的處理。用活性炭吸附法處理焦化廢水效果較好，可作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的第二級(jí)或末級(jí)處理工藝。經(jīng)活性炭吸附法處理過的焦化廢水其色度、酚及氰化物等污染物的濃度均能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，其中酚濃度降至0.001~0.05mgL，氰化物濃度降至0.1mgL以下。但由于活性炭再生困難，該法運(yùn)行費(fèi)用較高，因此在焦化廢水處