系列文章:焦化废水处理综述(一)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2020-11-17 15:10

1. 焦化废水的来源及水质组成

1.1 焦化废水的来源

废水主要排放源有:

  1. 高温裂解和荒煤气冷却产生的剩余氨水废液。此为焦化厂废水主要排放源,占全厂废水排放量的一半以上。该污水水质复杂,含酚质量浓度为600~1 200mg/L,化学需氧量(COD)约3000 mg/L,NH3质量浓度为200~300 mg/L。
  2. 煤气终冷循环排污水。在进行煤气的最终冷却时,煤气中一定数量的酚、氰化物、硫化物等进入冷却水中,终冷循环水部分须用新水更换,从而排出一定量含酚、氰化物的污水,并有少量硫化物。
  3. 工产品分离水。在化工产品粗、精制加工过程中的冷凝水和化工产品沉降分离产物,以及各种储槽定期排出的污水。
  4. 化工生产车间跑、冒、滴、漏产生的污水。

1.2 焦化废水的水质组成

焦化污水的水量、水质因焦化生产的规模、采用的煤气净化工艺以及对化工产品加工的深度不一而有所不同,但水质水量的变化基本如下表。

2. 焦化废水的排放标准

目前(2015.1.1之前)

提标改造后(2015.1.1以后)

3. 处理方法

3.1 预处理技术

3.1.1 酚的脱除与回收

焦化废水中的酚主要来自剩余氨水,目前多数的焦化厂采用萃取脱酚工艺进行焦化含酚废水预处理,该方法脱酚的效率可高达95%~97%,而且可以回收酚钠盐,有较好的经济效益。对于萃取脱酚工艺来说,萃取剂应能对混合物中各组分有选择性的溶解能力,并且易于回收,通常选用重苯溶剂油或N~503煤油,酚在N~503煤油中的分配系数为8~34不等,不仅分配系数大,而且混合使用效果好、损耗低、毒性较小、较多采用。

萃取脱酚是一种液~液接触萃取、分离与反萃再生结合的方法,即在含酚废水中加入萃取剂,使酚融入萃取剂,然后含酚溶剂用碱液反洗,酚以钠盐的形式回收,碱洗后的溶剂循环使用。萃取效果的好坏与所用萃取剂和设备密切相关。通常采用的萃取设备是萃取塔,除油后的含酚废水经冷却器冷却至55~65℃,进入萃取塔上部,萃取剂由循环泵打入萃取塔底部,溶剂油与高浓度的含酚废水在萃取塔中逆流接触,在萃取塔中的停留20~30min后,绝大部分酚转移到溶剂油中,溶剂油由萃取塔顶溢流进入碱洗塔与碱接触生成酚盐。溶剂油经碱洗后进入中间油槽,循环使用,这样萃取后将高浓度的酚(2~12g/L)降到200~300mg/L以下,然后进行生化处理,使其达标排放。处理流程为下图:

萃取塔应用较多的是填料塔和筛板塔。填料塔结构简单,塔体大,处理能力低,填料一般采用陶瓷环和木格,容易堵塞。为强化传质过程,扩大湍流,可采用脉冲筛板塔。

3.1.2 氨的脱除与回收

剩余氨水中不仅含酚浓度高,含氨浓度也很高。脱除氨通常采用蒸氨法,以回收液氨或硫酸铵。含氨废水经预热分解去除CO2和H2O等酸性气体后,从塔顶进入蒸氨塔,塔底直接吹入的蒸汽将废水中的氨蒸出。含氨蒸汽由冷凝或硫酸吸收,以回收其中的浓氨水和硫铵。蒸氨也是一个传质过程,氨在蒸汽中的分配系数为13,比酚大得多。所以对挥发酚而言,蒸汽中含氨量较大,而且可直接经冷凝回收氨水,蒸氨效率可达95%以上。蔡秀珍等对高浓度(3000~4000mg/L)氨氮废水进行了吹脱处理,氨氮去除率也可达到95%以上。

蒸氨塔可采用较先进的导向浮阀塔。实际操作中,碱液加入量、蒸汽消耗量及用于控制氨水蒸汽温度的冷却水量均随入口剩余氨水流量及氨氮浓度的变化而不断调整,并通过自动化仪表动态监控各指标,关键是pH值及塔顶蒸汽温度。pH值由碱液加入量控制,要求换热器去蒸馏的废水pH=10±0.5,或蒸馏后废水pH=8~9;塔顶蒸汽温度90℃~103℃,以满足蒸出的氨水蒸汽达到回收要求(20%NH3);蒸馏后的废水中NH3-N浓度控制在280mg/L以内,以满足生化处理时对进水NH3-N的要求。其处理流程如图:

3.1.3 调节池

焦化厂在焦油分离、苯的精制及古马隆的生产中,产生废水的水质水量往往很不稳定。此外,由于管理水平低、设备陈旧等原因,焦化厂的生产车间(尤其是蒸氨车间)经常会出现事故性的污水排放,即会在短时间内排放极高浓度的废水,这会对生化系统产生灾难性的危害。为此,调节池的容量一般按8~24h设计,有的更高,如美国阿麦科公司汉密尔顿焦化厂采用60h。

3.1.4 隔油

焦化污水中含有大量的焦油,这些油类物质会阻碍可溶性有机物进入微生物细胞壁内,而且能封住菌胶团,有时污泥颗粒会因夹带油的颗粒而上浮到水面,严重影响生化效果。一般生物处理进水要求污水含油量不超过50mg/L,最好控制在20mg/L以下。除油设备一般采用平流式隔油池,可使油量降至20~50mg/L,废水在池中的停留时间为2~4h,水平流速为1~1.2mm/s。乳化油和分散性油可采用气浮法去除,除油效率为50%~70%。通常情况下,为了保证生化处理系统的效果,采用平流式隔油和气浮除油组合的方法。气浮法除油的主要设计参数见表: