徐州市炼焦制气废水近零排放工程项目研究

2018-11-12宗春香博瑞德环境集团股份有限公司

节能与环保 2018年10期

文_宗春香博瑞德环境集团股份有限公司

随着我国经济不断发展，在能源供需矛盾上变得越发突出，进口石油率高达60%，能源已经严重影响到我国经济发展。而煤炭作为我国能源结构最大组成部分，高达70%。因此，发展煤化工产业来解决我国石油、天然气匮乏问题，是保证我国经济稳定发展的必要措施。然而，近些年在市场需求因素刺激下，煤化工企业数量增长速度过快，煤化工废水对水资源造成严重污染，很多煤化工废水没有进行处理就直接排入到水体，造成我国可利用水资源越来越少的现状。

1 炼焦制气废水主要类型

1.1 蒸氨废水

炼焦煤一般都经过洗选，常规炼焦时，装炉煤水分控制在10%左右，这部分附着水在炼焦过程中挥发逸出；煤受热裂解，析出化合水。这些水蒸汽随粗干馏煤气一起从焦炉引出，经初冷器形成冷凝水，称剩余氨水。这股废水含油高浓度的氨、酚、氰化物、硫化物以及油类，这是炼焦制气主要的废水来源。

1.2 气化废水

在炼焦制气产业中，尽管气化方式一直向节能、环保、低污染的方向发展，但在过程中还是不能避免地产生气化废水，主要来源于煤气冷凝液、水封水、脱硫和硫铵等过程。

1.3 多来源有机废水

炼焦制气是一项比较综合、系统的工作，其中有许多环节都会产生废水，如洗选煤、物料冷却、换热、熄焦、冲洗地坪、循环冷却排污等。这些废水浓度不算太高，对其进行生化处理在效果上会更好，进行处理时也比较容易。

2 焦化废水特点

2.1 酚含量高

焦化废水在酚含量非常高，有的每升高达2～12mg。酚在可生化性上是非常差的，因此在面对酚含量非常高的废水需要采用萃取法或者是其他物化法来加以预处理，处理之后在进行回收利用。

2.2 氨氮含量高

氨含量在焦化废水中有时会达到每升2000mg。高浓度氨是非常难以用生化法进行去除，而且在操作过程中对于生活处理单元会有一定毒害影响，严重时会使活性污泥受毒害影响死去，从而对整个生态系统造成非常恶劣的影响。所以，在对氨氮含量高的废水进行处理的时候，通常会采用蒸氨预处理，经过蒸氨预处理的废水氨浓度会下降到每升100～300mg，但是还是难以达到国家一级排放标准每升15mg以下。因此，对于如何更好去除氨氮含量仍是现在急需要解决的问题。

2.3 难降解有机物含量高

焦化废水中含有非常大量的苯系、萘系及其他杂环类难降解有机物，通常使用好氧活性污泥法是没有办法达到国家排放标准的。因此在进行好氧法之前，一般会采用其他方法来使其能够被生化，将其BOD、COD值提高。一般来说可以先进行水解或厌氧，然后可采用具有脱氮功能的A/O工艺、氧化沟工艺和SBR工艺。之后生化过程分为两个阶段：一级生化采用完全混合的生物处理耐冲击负荷，这样可以使生物能够被稳定处理；二级生物处理可以采用推流式运行模式。焦化废水中所包含的污染物种类繁多，基本上属于酚类、多环芳香族化合物及含氧、氮等杂环化合物，这在工业废水中属于非常典型的难降解有机化合物废水。焦化废水中比较容易进行降解的有机物主要是酚类和酚类化合物，难以进行讲解的化合物主要是咔唑、三联苯等。

2.4 水质差异较大

不同焦化厂因为其在工艺流程和生产操作方式上的不同，因此而产生的焦化废水水质上也存在非常大差异，一般来说，焦化厂蒸氨废水水质如下：CODcr3000～3800mg/L、酚600～900 mg/L、氰10 mg/L、油50～70 mg/L、氨氮300 mg/L左右。再根据每个工厂所对应自己需求而工艺技术进行改变，这些值会有可能随之加大。

3 近零排放技术具体应用

以徐州市一家焦化废水近零排放项目工程设计为例进行研究。

3.1 设计进水水质

厂区内废水主要有6种来源，分别是蒸氨废水、甲醇精馏液、生活污水+面源水、甲醇浓盐水+甲醇循环排污水、LNG造气灰水、循环排污水。其中，焦化蒸氨废水水量为60m3/h；甲醇精馏液废水水量为10m3/h；生活污水+面源水水量为40m3/h；甲醇浓盐水+甲醇循环排污水水量为40m3/h；LNG造气灰水水量为25m3/h；循环排污水水量为150m3/h。

3.2 工艺流程

废水处理工艺流程的确定，取决于废水水质水量及排放要求，在满足出水要求的前提下，要求技术先进适用、经济合理、运行稳定可靠且节省占地。

该项目废水有机污染物和氮浓度高，针对废水组成特点，本设计采用除油预处理+生化处理+深度处理的处理工艺。污水处理装置出水进入中水回用车间，产品水回用，浓水进行多效蒸发结晶，整个系统实现近零排放。污水处理过程中产生的废气统一收集处理，达标后高空排放。污水处理过程中产生的生化剩余污泥、含油污泥脱水后进入煤炉掺烧，化学污泥脱水后与结晶混盐外运处置，臭气处理废弃的活性炭进入煤炉掺烧。

3.3 占地面积

本次工程新建一套污水处理近零排放系统，配套处理厂区产生的8000m3/d的废水。污水处理近零排放系统含除油预处理、生化处理、深度处理、中水回用、蒸发结晶及臭气处理6个单元，预计用地170m×115m（约30亩）。

3.4 运行成本

运行费用包含废水处理装置运行过程中公用消耗（水、电、气）及药剂的费用，该项目系统中产生的油泥、生化污泥和废活性炭均至煤炉掺烧，运行成本不做考虑。同时，物化污泥和结晶混盐需外运处置，该部分处置费用未列7.2元，中水回用吨水运行费用为2.9元，多效蒸发结晶吨水运行费用约为入运行费用。针对本设计所选取的工艺，按照近零排放系统8000m3/d废水量的处理规模，核算吨水运行费用约为12.9元，其中污水处理吨水运行费用为3.8元。