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兰炭废水这样处理?
查看:198  发稿日期:2020-08-24 08:54:53

兰炭又称半焦,焦粉,是铁合金、煤制气、煤化工生产的重要原料,是原煤经过低温干馏(650℃左右)而得。兰炭生产、煤气净化过程会产生废水,称之为兰炭废水,是一种成分复杂、污染物浓度高、性质稳定、可生化性差,处理难度极大的工业废水。兰炭废水中的无机污染物主要有硫化物、氰化物、氨氮和硫氰化物等;有机污染物以煤焦油类物质为主,酚类化合物的含量很高,此外,还含有多环的芳香族化合物及含氮、硫、氧的杂环化合物等。


兰炭废水处置


与其他煤化工工艺相比,兰炭所用的煤炭热解温度最低,因而最大程度保留了原有的化合物,并产生了许多种新的化合物,主要体现在煤焦油中。但是,收集煤焦油之前,在清洗烟气的工艺中,产生大量废水。煤焦油含有的上万种化合物,废水里基本都有,有一些是致癌物,比如一些苯、酚类及某些芳烃。由于所含化合物过多,因此兰炭废水的处理非常困难,甚至有人认为是常规化工产业里面最难的。目前尚未找到一种有效降低成本的处理方法。 

兰炭产业所用的煤热解工艺,保留了更多的有机质,如果能充分加以利用,资源利用率将非常高。尤其是煤焦油里含有上万种有机物,有些是目前的工业无法合成的,这就是煤热解和兰炭产业最大的优势和潜力。但是,优势也是劣势,兰炭生产过程中产生的废水,煤焦油不能充分提取利用后的剩余废水废渣,都很难处理。这就是兰炭产业成为水污染防治重点行业的原因。

现有兰炭(半焦)企业采用的炭化炉主要炉型是内热式直立炉,由于立式炉生产工艺产生的焦油与水很难分离,废水COD高达30 000~ 40 000 mg/L,且含有大量抑制微生物生长的有毒物质,所以生化处理很难达标。而焚烧法由于能耗高,仅适用于水量很少的小型企业,且焚烧时废水中的有害物质以蒸气形式排放到大气中,会造成二次污染。

焦化废水深度处理技术

由于现有的焦化废水处理工艺很难满足日益严格的环保标准,因此从企业发展的长期来看,必须对焦化废水进行深度处理。目前,焦化废水深度处理技术主要包括混凝沉淀法、吸附法、生物化学法、高级氧化法和膜分离法。

1.混凝沉淀法

混凝沉淀法是在废水中加入一定量的混凝剂,使废水中难以沉淀或过滤的污染物通过物理或化学作用使其集结成较大的颗粒,从而达到分离的目的。常用的混凝剂有聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。目前研究的重点就是开发新型高效复合混凝剂。如宝钢焦化废水采用M180复合型混凝剂、邯钢采用JY-202复合型混凝剂后,其处理效果均优于PFS等混凝剂。

2.吸附法

吸附法是利用多孔性吸附剂的吸附作用,对焦化废水中的污染物质进行去除。目前研究的吸附剂有活性炭、粉煤灰、褐煤、膨润土、焦粉、高分子聚合物和吸附树脂等。由于活性炭具有独特的孔结构和吸附性能,被广泛地应用于焦化废水深度处理工艺中,如韩国浦项、中国台湾中钢和中国宝钢等。同时也可以采用多种吸附剂联合使用,如炉渣过滤-树脂吸附、沸石-活性炭复合材料吸附等。

3.生物化学法

目前用于焦化废水深度处理的生物化学法主要有曝气生物滤池(BAF)和膜生物反应器(MBR)。BAF是一种新型生物膜法,对有机污染物和氮、磷等具有较好的去除效果,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体,节省了后续沉淀池,具有基建投资少、出水水质好、运行能耗低、运行费用省等优点。

MBR是将膜技术与生物技术相结合的一种先进的废水处理方法,主要是先利用生物技术去除水中可生物降解的有机污染物,然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质,降低水浊度。MBR具有处理效率高、占地面积小、自动化程度高等优点,是21世纪最具有发展前景的污水处理和中水回用技术。




4.高级氧化法

高级氧化法是指通过不同途径产生具有高反应活性的羟基自由基(˙OH),再利用其强氧化性将水中的有机污染物降解,生成小分子物质,甚至直接转化为CO2和水。高级氧化法可以有效去除水中难降解的有机污染物,具有处理效率高、无二次污染等优点。在焦化废水深度处理领域,研究和应用较多的高级氧化法有Fenton氧化试剂法、臭氧氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法和超声波氧化法等。

5.膜分离法

膜分离法是一种具有巨大潜力和实用性的废水处理技术,其原理是以选择性透过膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差、电位差等),使废水中的组分选择性的透过膜,从而达到分离净化的目的。膜分离技术应用于废水处理具有能耗低、效率高和工艺简单等特点。

目前,应用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透。近年来,在焦化废水深度处理领域,研究与应用较多的是超滤-反渗透的双膜法焦化废水处理工艺,经超滤-反渗透处理后的焦化废水,出水符合工业循环冷却水水质标准,可回用于净环补充水、锅炉软水补给水,甚至部分替代新水。

兰炭废水与焦化废水完全不同,尽管焦化废水的处理方法不少,但其处理方法不适用于兰炭废水。目前,兰炭废水的处理还没有成熟的方法,其处理方法和其主要成分综合利用十分迫切。

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