焦化污水脱氮

焦化污水脱氮冶金部鞍山焦化耐火材料设计研究院计中坚曾锦之毛孟修一、前言焦化污水是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中产生的污水,其组成复杂、浓度高、毒性大。主要来源有:一是剩余氨水,它是煤千馏及煤气冷却过程产生的污水;二是煤气净化过程产生的污水,如煤气终冷水和粗苯分离水等;三是焦油、粗苯等精制过程及其它场合产生的污水。其中剩余氨水占总污水量一半以上,也是氨氮的主要来源。焦化污水从色谱图中初步显示含有几百种有机组分,其中,含有高浓度的酚、多环芳烃及含氧、硫、氮等杂环化合物。此外,污水中还有大量无机物如:氛、硫、硫氰根等阴离子以及含硅、钙、铁、镁、钠、锗等化合物。进生化装置的原污水COD。:值在1200~300omg/L,NH。一N在200一800mg/L、BOD/CODr:在。.3~0.4间,属于含高氨氮、高COD值且较难于生化降解的工业污水。在我国,焦化污水的治理对高浓度酚、氰已得到基本控制,生化出水COD值按IOomg/L标准还有一定距离,但部分工厂已接近或达到行业标准。目前焦化污水处理尚存在诸多难题,其中主要有二:一是高浓度、难降解有机污水如古马隆污水等的处理,以及污水中具有潜在危害的污染物,诸如BaP等致癌性多环芳烃等物质的去除,它在蒸氨废水中就含70~24如g/L,一般生化处理难于降解,仅能通过污泥吸附除去一部分;二是污水中氨氮的处理。焦化污水中氨氮主要以游离氨及固定氨两种形式存在,后者有氛化钱、碳酸按、硫化按及多硫化钱。此外,在化学及生化反应过程中.污水中的其它无机含氮化合物如:氰、硫氰化物、硝酸与亚硝酸盐以及有机含氮化合物;毗咤、唆琳、叫噪、咔哇、叮咤等也可能转化为氨氮。目前,我国焦化厂一般的污水处理装置无法去除氨氮,普通生化法仅有少量NH3一N被去除,即使采用活性炭深度处理也无济于事,迄今,国内外对焦化污水脱氮大多处于中、小试阶段。为减少氨氮对环境的污染,国家在《污水综合排放标准》(GBs97s一85)中对现有及新、扩、改建焦化厂外排污水提出了严格要求,氨氮分别规定<25mg/L及<15mg/L。因此,焦化污水脱氮已成为当前巫待解决的重要课题。二、焦化污水脱氮工艺焦化污水脱氮主要采用的方法有:化学法、物理化学法和生物法等。1、化学法主要有:湿式催化氧化法和折点氯化法。(1)湿式催化氧化法湿式催化氧化法是本世纪七十年代发展起来的新工艺。¹主要反应机理污水中氨氮、氛、硫氛化合物、有机氮化物经氧化分解最终生成N:、COZ、50笠一等。3~_,,,,八1、,‘丫月“十万口‘~J/乙n,.十百‘、“NH;SCN+7/20:二N:+H:0十H:50;+COZ酚类、烃类以及一般构成BOD。、COD的组分,其经湿式催化氧化后也生成CO:、HZO等.如酚的分解:C‘HSOH+702一6COZ+3HZO.º工艺过程及条件:高浓度污水不经稀释,按反应要求加入HaOH调节pH值在10左右.加压至7.0MPa,再导入空气.气液混合物经换热及管式加热至250一290℃后入催化反应器。反应器中装有催化剂,水中污染物与空气中氧进行催化氧化分解反应,反应空速保持在1~2h一‘,反应产物经换热、冷却、气液分离。净化后污水可供回用或直接外排,尾气中不含有害成分,可直接排向大气。»处理效果经湿式催化氧化处理,污水中溶解性及悬浮状污染物得到较彻底的氧化分解。焦化剩余氨水及古马隆污水,经一次湿式催化氧化,其出水各项指标均可达到排放标准,符合回用要求。表1为大阪煤气公司试验结果。污水处理前后水质表l名称PrJCOD酚氰氨氮总氮mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L原水10.5587017001530803750处理后水6.4(10NdNd<3160¼应用湿式催化氧化工艺不仅可去除酚氛等污染物,且也可去除水中氨氮,故对剩余氨水、高浓度煤气化污水、染料污水及古马隆有机污水等处理也十分有效。从经济及节能角度看,此工艺尤适用于高浓度(COD>1000,NH3一H)5000)污水的一步深度净化。(2)折点氯化法通过向溶液中加入足够量抓,使氨氮转化为氮气,并从水中除去,其主要反应如下:C12+H:O一HOCI十HCINH。+HOCI一NHZCI十HZONHZCI+HOCI一NHC12十HZONHZCI+NHCI:一N:牛+3H‘+3CI-焦化厂生化处理后污水用折点抓化法脱氮试验表明,当进水含NH3一N10mg/L,经处理后出水含NH3一N约smg/L。污水在脱氮同时还可起到杀菌消毒作用。但该工艺抓耗量较高,每kgNH3一N耗氯约gkg。经氯化处理后出水中残留余抓仍需经活性炭过滤吸附除去。2.物理化学法目前应用于焦化污水处理的主要有吹脱法及离子交换法。(l)吹脱法加碱调节污水pH值,将污水中NH、一转为游离氨,然后通入蒸汽或空气进行解吸,将污水中氨转入气相,从