焦化污水的现代净化技术_计中坚

环保与安全本栏目由中国化工防治污染技术协会协办焦化污水的现代净化技术计中坚孟祥荣尹承龙(中国冶金建设集团鞍山焦化耐火材料设计研究总院,鞍山114001)摘要:阐述了煤转化过程所产生的污水的特性以及在深度净化上存在的问题。针对存在问题,进行了生物脱氮及湿式催化氧化技术的研究,涉及反应机理、工艺路线的改进、技术经济分析及处理效果。并对致癌性物质BaP在焦化污水中的分布、存在形式以及净化措施作了探讨。关键词:焦化污水;生物脱氮;催化湿式氧化;BaP治理中图分类号:X784;X703.1文献标识码:AModerntechnologyofpurifyingcokingwastewaterJIZhong-jian,MENGXiang-rong,YINCheng-long(AnshanCokingandRefractoryEngineeringConsultingCorp.,ChinaMetallurgicalConstructionGroup,Anshan114001,China)Abstract:Featuresofwastewaterfromcoalconversionprocessandexistingproblemsinitsdeeppurificationwerede-scribed.Technologiesofbiologicaldenitrificationandwetcatalyticoxidationwerestudiedintermsofreactionmechanism,pro-cessimprovement,techno-economicanalysisandapplicationresult.Thedistribution,formandtreatmentmeasuresofcarcinogenicBaPincokingwastewaterwerealsoreviewed.Keywords:cokingwastewater;biologicaldenitrification;wetcatalyticoxidation;treatmentofBaP收稿日期:2001-11-07作者简介:计中坚,男,1936年生,大学,教授级高级工程师,主要从事环境工程及焦化工艺的设计研究。煤的高温及中温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的污水是一股污染物组成极复杂、浓度高、毒性大且难处理的工业污水。其主要来源有:①剩余氨水,它是煤干馏及煤气冷却过程产生的污水;②煤气净化过程产生的污水,如煤气终冷水和粗苯分离水等;③焦油、粗苯等精制过程及其他场合产生的污水。其中,剩余氨水占总污水量一半以上,也是氨氮主要来源。焦化污水是从具有上万种组分的煤焦油及荒煤气等煤的干馏产物中分离产生出来的。这众多组分皆可按不同溶解度转入污水中。其中,不仅含有大量无机物,如氨、硫化物、氰化物、氯离子、硫氰离子以及硅、钙、铁、硼、镁、钾、钠、锗元素的化合物;而且,其所含的有机物更多。鞍山焦化耐火材料设计研究总院进行的焦化污水组成分析表明:污水中质量浓度大于1μg/L的有机物就有近千种。其中,不仅含有大量的酚、甲酚、萘酚等酸性有机物及吡啶、苯胺、喹啉、咔唑、吖啶等碱性含氮有机物,而且还含有大量芳烃及诸如BaP等稠环芳烃(PAH)。目前,焦化污水处理大多采用普通生化法。它虽然能有效地除去酚、氰,使之达到排放标准,对COD(化学需氧量)的去除也有效。但是,随着人们对环境认识的不断深入,国家对环保的要求也日趋严格,它已难满足新的要求。在《污水综合排放标准》(GB8979—88)中规定,对新建厂,要求外排污水中的氨氮质量浓度小于15mg/L。对排入重点保护水域的、具有致癌性的BaP一类污染物,要求装置排出口小于30ng/L。由于焦化污水中NH3-N及BaP等致癌性芳烃及稠环芳烃的大量存在,普通的生化处理工艺已不能满足环保要求。因此,必须开发适合国情,经济、有效的焦化污水深度净化技术。鉴于此,鞍山焦化耐火材料设计研究总院在焦化污水处理上,除了加强工艺源头治理,采用煤气的脱硫脱氰净化工艺,大幅度地减少污水产生外,在焦·43·第22卷第1期现代化工Jan.20022002年1月ModernChemicalIndustryDOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2002.01.011化污水的深度净化方面,还与有关单位合作开展了一系列研究,取得了具有实用意义的成果,且已在工程上推广应用。1焦化污水的生物脱氮[1,2]焦化污水中总氮量包括了氨氮、有机氮、氰、硫氰化合物、硝态氮等。其中氨氮占总氮量的60%以上,它以游离及固定氨两种形式存在。由于我国大多数焦化厂目前尚未设置污水脱氮装置,估计全国仅机械化炼焦厂一项每年排入水体的氨氮约17000t,造成受