喬海軍

（新疆新環(huán)工程技術(shù)有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

引言

從國(guó)內(nèi)能源產(chǎn)量占比和不可再生資源儲(chǔ)存量分析，煤炭是我國(guó)能源供給的主力，煤炭中27.65%可用于煉焦，這是煉焦行業(yè)興起的基礎(chǔ)。蘭炭是以侏羅紀(jì)不粘煤、長(zhǎng)焰煤、弱粘煤為原料在溫度600～800℃之間經(jīng)脫水、快速熱解、炭化后所得產(chǎn)物，與無(wú)煙煤、煙煤相比，蘭炭具有固定碳含量高、揮發(fā)分低、低硫等優(yōu)點(diǎn)，更廣泛地應(yīng)用于鐵合金、金屬鎂行業(yè)。隨著蘭炭規(guī)模的壯大，蘭炭廢水的處理問(wèn)題日益突出。

1 蘭炭廢水簡(jiǎn)介

1.1 蘭炭廢水的來(lái)源

蘭炭廢水產(chǎn)污主要包括低溫干餾、荒煤氣洗滌凈化和蘭炭成品熄焦三個(gè)環(huán)節(jié)?；拿簹鈨艋瘡U水和蘭炭熄焦水占蘭炭廢水水量的主要部分，低溫干餾過(guò)程產(chǎn)生的廢水量與原煤含水率相關(guān)，其廢水量較少。隨著國(guó)家大力發(fā)展生產(chǎn)清潔蘭炭，對(duì)蘭炭質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制[1]，企業(yè)的熄焦方式逐漸由干熄焦工藝代替。

1.2 蘭炭廢水的水質(zhì)

通過(guò)對(duì)不同地區(qū)蘭炭廢水的監(jiān)測(cè)：蘭炭廢水均有污染物濃度較高、可生化性差、生物毒性大、顏色一般為褐色或紅褐色并帶有刺激性氣味。多家蘭炭企業(yè)廢水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)范圍如下表1所示。

表1 多家蘭炭企業(yè)廢水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

由于蘭炭生產(chǎn)過(guò)程中煤的不完全氧化，蘭炭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，是一種典型的有機(jī)難降解工業(yè)廢水[2]。下文主要介紹蘭炭廢水的預(yù)處理工藝。

2 蘭炭廢水預(yù)處理工藝

蘭炭廢水中的石油類、氨氮及酚類具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可進(jìn)行資源回收。目前預(yù)處理的基本處理思路是一方面回收廢水中有價(jià)值產(chǎn)品，另一方面提高廢水可生化性，目的使廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后能更好地進(jìn)行生化處理和深度處理。

2.1 除油工藝

蘭炭廢水中的焦油包括重質(zhì)油、輕質(zhì)油和乳化油，重質(zhì)油和輕質(zhì)油通過(guò)重力沉降在企業(yè)氨水循環(huán)罐中得到較好的分離，但乳化油必須通過(guò)化學(xué)除油才能較好的去除。經(jīng)分離、收集的中低溫煤焦油可以和荒煤氣裂解制氫產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行煤焦油加氫工藝生產(chǎn)國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)氣、柴油。

除油工藝包括氣浮除油、重力除油、化學(xué)除油等。氣浮除油會(huì)產(chǎn)生較多的輕質(zhì)油沫，在氣浮前端還需投加藥劑；重力除油不能去除乳化油，更難以在短時(shí)間內(nèi)去除煤焦油內(nèi)混合的灰分。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 脫酸脫氨工藝

蘭炭廢水中含有較多的氨氮，無(wú)法直接進(jìn)行生化處理[3]。蘭炭廢水經(jīng)蒸氨塔將廢水中的氨和酸性氣體分別去除，塔頂由于酸性氣體的存在避免了硫酸銨結(jié)晶的生成，但冷凝器中結(jié)晶問(wèn)題無(wú)法避免。經(jīng)蒸氨后的廢水呈偏弱酸性，減少了后續(xù)萃取脫酚工藝的酸用。有機(jī)胺則需要通過(guò)藥劑的作用才能最大限度轉(zhuǎn)化為氨；同時(shí)為了避免影響設(shè)備運(yùn)行，通過(guò)投加消泡劑來(lái)抑制由表面活性劑和單元酚產(chǎn)生的氣泡。

2.3 除酚工藝

蘭炭廢水中的酚包括單元揮發(fā)酚和多元酚。由于酚對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁殖具有抑制作用，因此酚的去除主要是萃取法、焚燒法、高級(jí)氧化法、吸附法和化學(xué)氧化法等物理化學(xué)方法。萃取法是利用酚在難溶于水的有機(jī)溶劑和廢水中的溶解度之差，將廢水中的酚轉(zhuǎn)移至有機(jī)溶劑中實(shí)現(xiàn)分離[4]，負(fù)載萃取劑可通過(guò)反萃（堿洗）或精餾法回收多次使用，但多次回收的溶劑會(huì)降低萃取效率；焚燒法主要處理酚濃度100g/L以上的高濃度酚水，但焚燒有可能產(chǎn)生有毒氣體；高級(jí)氧化法利用強(qiáng)氧化性的自由基將廢水中有機(jī)物礦化成CO2和水，但運(yùn)行成本昂貴；吸附法包括樹(shù)脂吸附和活性炭吸附，存在解吸困難，材料價(jià)格高的問(wèn)題，適用于低濃度的酚水；化學(xué)氧化法是利用強(qiáng)氧化劑氧化具有還原性的酚，其氧化劑消耗量大。

因此酚主要以萃取、吸附回收為主。高濃度的酚用萃取絡(luò)合，剩余低濃度的酚用吸附富集，在達(dá)標(biāo)的前提下，盡可能多的回收粗酚，又減少了吸附材料的使用。

結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，廢水處理的難度限制了蘭炭產(chǎn)業(yè)的生存與發(fā)展。然而萃取技術(shù)的反萃過(guò)程中回收的萃取劑易受污染、損失率較高、費(fèi)用昂貴等因素制約了萃取脫酚法的發(fā)展；蒸氨塔自動(dòng)化要求精度高、冷凝器容易結(jié)垢、不能即開(kāi)即停等因素影響了蒸氨工藝的廣泛應(yīng)用；再生的吸附材料效率下降，失效的吸附劑是危險(xiǎn)性廢物，其處置問(wèn)題是個(gè)難題。因此蘭研究新的工藝、高效的萃取劑和吸附劑是迫切的。