焦化废水处理焦粉综合利用技术.docx

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焦化废水处理焦粉综合利用技术
随着我国对焦化行业环保要求的提高，焦化行业“三废”治理问题渐渐成为制约企业进展的重要因素，其中焦化废水因其产量大、危害高、处理难成为焦化行业亟待解决的问题。生产每吨焦炭焦化废水产量约0.3～0.4t，来源主要有：①焦炉煤气冷凝液进行了废氨回收处理的剩余氨水。②焦炉煤气中的化学产品回收和精制过程中工艺介质的分别水。③循环系统排水、水封水、冲洗水。④厂区生活污水等。焦化废水含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，成分简单，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质特别稳定，是一种典型的难降解有机废水。现阶段焦化企业对焦化废水的处理工艺一般为：物化处理→预处理→常规处理→熄焦。其中物化处理主要是工艺段的“脱酚、蒸氨”，预处理主要是混凝、除油，常规处理主要是生化处理(A2/O等)+混凝沉淀，出水进行湿法熄焦，这样看似达到焦化废水的“零排放”，实则用于熄焦的废水蒸发对环境造成了较大的破坏。随着干法熄焦的推广，焦化废水已再无出路，必需为企业回用，然而早期的常规处理工艺对氨氮和COD等物质去除力量有限，很难达到严格的回用水质要求。归纳焦化企业废水处理存在的主要问题主要有以下方面：焦化废水含有大量难生物降解有机物，需要协作高级催化氧化等化学处理，导致废水处理成本偏高。经过生化处理后，氨氮可有效去除，但COD去除有限且色度过高，增大了后续深度处理回用的难度。如何使焦化废水在较低成本投入下取得良好的处理效果以达到回用目的成为现今行业讨论的课题。焦粉是破裂焦炭过程中产生的粒径小于5mm的焦炭。焦粉作为焦化企业副产品之一，约占焦炭成品的4%，主要来源于焦化厂的筛分工段、环境除尘站以及干法熄焦工艺除尘站，可连续大量产出。收集后的焦粉一般用做配煤回炉炼焦，也可作为碳材料用于高分子、电子、建筑等行业。焦粉经过高温煅烧和活化，具有与活性炭相像的孔隙结构，兼具自产自用、无需粉碎和廉价易得的特点，正渐渐引起人们重视并被讨论应用于替代活性炭成为焦化厂废水达标处理的吸附材料。1、焦粉活化改性焦粉与活性炭相比孔隙较少，吸附力量较差，因此需要通过改性活化增加其吸附力量。张彩荣等用焦粉及煤焦油为原料，经过高温炭化活化制备出中孔大孔发达的焦粉活性炭材料。雒和明等在活化时间80min，活化温度900℃，KOH与废弃焦粉的质量比为4，焦粉粒径小于0.05mm条件下制备出亚甲基蓝吸附值远高于净水炭的焦粉活性炭，产率为35.6%。田陆峰、张劲勇将焦粉经过高温活化后，再分别利用H2SO4、HNO3和NaOH改性，表明不同的改性剂有不同的改性机理，酸改性能较好地提高焦粉的吸附性能。将焦粉活化改性生产焦粉活性炭可替代商品活性炭是焦化厂实现焦粉综合利用处理焦化废水的可行方法，但活化改性工艺将导致水处理成本增加。2、焦粉直接作为吸附剂国内外进行了大量关于焦粉直接作为吸附剂处理焦化废水的讨论，其中有将焦粉用于生化处理后的深度处理工艺。还有将焦粉用于吸附未经生化处理的焦化废水。各讨论者在焦粉吸附条件如：焦粉投加量，焦粉粒径，吸附时间以及pH值等方面做了以下讨论。2.1焦粉投加量在焦粉投加量对吸附效果的影响讨论中，其他条件基本相同时(吸附时间为3h，焦粉粒径为0.1～2mm)，焦粉投加量越大，吸附效果越好。李娅以生化处理后的焦化废水(COD约为275mg/L，色度1396°，pH值为4)为讨论对象，在焦粉投加量为100g/L时，COD去除率为70%，色度去除率75%。徐渊皓以生化处理二沉池出水(COD约为200mg/L，pH值为4)作为讨论对象，在焦粉投加量为133g/L时，COD去除率为71%。陈鹏等以生化处理+催化氧化出水(COD约为60～80mg/L，色度40～50倍)为讨论对象，在焦粉投加量为80g/L时，COD去除率为37.4%，色度降低至23倍。余柏林等以生化处理出水(COD约为176mg/L，pH值为7～9)作为讨论对象，以焦粉为滤料，1t焦粉过滤200t废水(滤料量为5g/L)，COD去除率为60%。张洪恩等以除油蒸氨处理后的焦化废水(COD约为3750mg/L，pH值为8)为讨论对象，在焦粉投加量为20%，即200g/L时，吸附时间为1min，COD去除率为60%。MoheZhang等以焦化废水(COD约为16000mg/L，色度25000°，pH值为9.1)为讨论对象，在焦粉投加量为200g/L时，吸附时间为6h，COD去除率为91.6%，色度去除率为90%。2.2焦粉粒径在焦粉投加量对吸附效果的影响讨论中，其他条件基本相同时，李娅、陈鹏、余柏林、张洪恩讨论表明焦粉粒径为0.1～0.2mm吸附效果最好，徐渊皓讨论表明焦粉粒径为2.2mm吸附效果最好。随着焦粉粒度的增大，其比表面积和气孔率明