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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,將對水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染。目前無論是國際還是國內(nèi)對鋼鐵工業(yè)煉焦廢水的處理都沒有一個很好的方法,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,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)行兩級處理。第一級處理包括: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)備簡單,易于操作控制。缺點(diǎn)是對廢水的預(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、脂再生時會析出高毒氰化氫氣體,高濃度氰化物會嚴(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?;钚蕴渴悄壳皬U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)中的第二級或末級處理工藝。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
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