從國內(nèi)能源產(chǎn)出率和不可再生資源儲量分析，煤炭是我國的主要能源供應(yīng)，27.65%的煤炭可用于煉焦，這是焦化行業(yè)崛起的基礎(chǔ)。蘭炭是侏羅紀(jì)不粘煤、長焰煤、弱粘煤在600~800℃下脫水、快速熱解、炭化得到的產(chǎn)物。蘭炭與無煙煤、煙煤相比，具有固定碳含量高、揮發(fā)份低、硫含量低的優(yōu)點(diǎn)，在鐵合金、金屬鎂行業(yè)應(yīng)用更為廣泛。隨著泥炭規(guī)模的擴(kuò)大，泥炭廢水的處理問題日益突出。

1.泥炭廢水簡介

1.1蘭炭廢水的來源

蘭炭廢水的污染生產(chǎn)主要包括低溫干餾、原料氣洗滌凈化和蘭炭產(chǎn)品熄焦三個環(huán)節(jié)。蘭炭煤廢氣凈化廢水和熄焦水占蘭炭煤廢水量的主要部分。低溫干餾過程中產(chǎn)生的廢水量與原煤水分有關(guān)，其量較少。隨著國家大力發(fā)展清潔蘭炭生產(chǎn)，嚴(yán)格控制蘭炭質(zhì)量指標(biāo)，企業(yè)的熄焦方式逐漸被干熄焦工藝所取代。

1.2蘭炭廢水的質(zhì)量

通過對不同地區(qū)蘭炭廢水的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)蘭炭廢水污染物濃度高，可生化性差，生物毒性高，顏色為褐色或紅褐色，氣味刺鼻。幾個藍(lán)田企業(yè)的廢水監(jiān)測數(shù)據(jù)范圍如下表1所示。

由于半焦生產(chǎn)中煤的不完全氧化，半焦廢水中含有大量的煤焦油和低分子有機(jī)物。有機(jī)物種類繁多，包括酚類、多環(huán)芳烴、苯系物和含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等。它是一種典型的有機(jī)難降解工業(yè)廢水。下面主要介紹蘭炭廢水的預(yù)處理工藝。

2.泥炭廢水預(yù)處理工藝

泥炭廢水中的石油、氨氮和酚類物質(zhì)具有一定的經(jīng)濟(jì)價值，可以回收利用。目前預(yù)處理的基本思路是一方面從廢水中回收有價值的產(chǎn)品，另一方面提高廢水的可生化性，使預(yù)處理后的廢水能更好地進(jìn)行生化處理和深度處理。

2.1脫脂過程

蘭炭廢水中的焦油包括重油、輕油和乳化油。在企業(yè)的氨循環(huán)槽中，重油和輕油通過重力沉降得到很好的分離，而乳化油只有通過化學(xué)脫脂才能很好的去除。分離收集的中低溫煤焦油可與原料氣裂解產(chǎn)生的氫氣結(jié)合，通過煤焦油加氫工藝生產(chǎn)國ⅴ標(biāo)準(zhǔn)氣體和柴油。

脫脂工藝包括氣浮脫脂、重力脫脂、化學(xué)脫脂等。氣浮除油會產(chǎn)生較多的輕油泡沫，需要在氣浮前端加入化學(xué)藥劑。重力除油無法去除乳化油，更難以在短時間內(nèi)去除煤焦油中混有的灰分。目前除油工藝一般采用重力除油和化學(xué)除油相結(jié)合的方式。

2.2脫酸和脫氨工藝

泥炭廢水中含有大量的氨氮，不能直接進(jìn)行生化處理。蘭炭廢水中的氨和酸性氣體通過蒸氨塔分別脫除。塔頂酸性氣體的存在避免了硫酸銨晶體的形成，但冷凝器中的結(jié)晶問題無法避免。蒸氨后的廢水呈微酸性，降低了后續(xù)萃取脫酚工序的酸度。有機(jī)胺可以通過化學(xué)物質(zhì)的作用在更大程度上轉(zhuǎn)化為氨；同時，為了避免影響設(shè)備運(yùn)行，通過添加消泡劑抑制了表面活性劑和單元酚產(chǎn)生的氣泡。

2.3除酚工藝

泥炭廢水中的酚類包括單位揮發(fā)酚和多元酚。由于苯酚可以抑制微生物的生長和繁殖，因此苯酚的去除主要有萃取、焚燒、高級氧化、吸附、化學(xué)氧化等物理和化學(xué)方法。該提取方法利用苯酚在水不溶性有機(jī)溶劑和廢水中溶解度的差異，將廢水中的苯酚轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑中實(shí)現(xiàn)分離。負(fù)載的萃取劑可通過反萃取(堿洗)或精餾方法多次循環(huán)使用，但多次循環(huán)使用的溶劑會降低萃取效率。焚燒主要用于處理苯酚濃度在100g/L以上的高濃度酚水，但焚燒可能產(chǎn)生有毒氣體。高級氧化法利用強(qiáng)氧化性自由基將廢水中的有機(jī)物礦化為CO2和水，但運(yùn)行成本高。吸附方法有樹脂吸附和活性炭吸附，存在解吸困難、材料價格高等問題，適用于低濃度酚水?；瘜W(xué)氧化法使用強(qiáng)氧化劑氧化可還原苯酚，消耗大量氧化劑。

因此，苯酚主要是通過吸附來提取和回收的。高濃度苯酚通過萃取絡(luò)合，剩余的低濃度苯酚通過吸附富集。在達(dá)標(biāo)的前提下，盡可能多的回收粗酚，減少吸附材料的使用。

3.結(jié)論

隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，廢水處理的難度限制了泥炭產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展。然而，萃取技術(shù)反萃取過程中回收的萃取劑易污染、損失率高、成本高等因素制約了萃取脫酚的發(fā)展。蒸氨塔自動化要求精度高，冷凝器易結(jié)垢，不能一次開停，影響蒸氨工藝的廣泛應(yīng)用。再生后的吸附材料效率降低，無效吸附劑為危險(xiǎn)廢物，其處置是一個難題。因此，迫切需要研究新技術(shù)、高效萃取劑和吸附劑。(來源:新疆新環(huán)工程技術(shù)有限公司)

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標(biāo)簽:  蘭炭廢水特性及預(yù)處理工藝