焦化废水因其污染因子多,浓度高,危害性大, 达标处理难度高等一直困扰着焦化行业。徐州地区是水源紧张城市之一,而徐钢焦化厂又是排污大户, 年排污水量约52万t,为减少排污总量,确保南水北调工程实施,徐钢焦化厂通过一系列技术改造,使生 产过程产生的废水经处理后闭路循环,最终全部作熄焦补充水消耗,实现了废水零排放,为彻底解决焦化行业废水污染提供了新的途径。
一、生产工艺简介
(一)原生产工艺
徐钢焦化厂年产冶金焦炭40万t,其中66一II型焦炉两组四座(1#~护),配套浓氨水流程和生化处理系统,实际排污量在35m3lh左右;JN28一89型焦 炉一组两座(5.~6.),配套硫钱流程及生化处理系统, 实际排污量在25m3lh。两系统处理后的酚、氰废水全 部外排,总量约在60m3lh。
(二)废水来源及性质
焦化废水主要来源为煤的高温干馏、煤气净化 及化产品回收等过程产生的废水,其主要来源有三 种:一是剩余氨水、终冷废水、水封水,是煤干馏及煤 气冷却过程产生出来的废水,是焦化废水的主要来 源;二是煤气净化过程产生出现的废水,主要有洗氨 后的富氨水;三是化产品回收产生的废水,主要有粗 苯分离水、焦油脱水等。其水质、水量见下图
(三)存在问题
排污且大,多项因子不达标,污染环境 由于采用软水洗氨和两套生化设施独立运行, 运行费用高且排污量大,系统排污量高达60m3/ h,年排污总量52万余t。除酚、氰达到冶金环保排污标准外,其它指标均超标排放。而国家正在实施南水北调 工程,控制污染物浓度,减少排污总量非常紧迫。 除油与蒸氨效率低 由于氨水中夹带大量乳化油和悬浮物,焦炭过 滤器物理吸附效率低,仅在56%左右,造成大量焦油 进人蒸氨系统,导致蒸氨塔、管道焦油堵塞严重。栅 板蒸氨与瓷环填料蒸氨,两塔蒸氨效率低,均低于 75%,造成预处理后废水含氨过高。 氮分缩器易腐蚀 原氨分缩器采用的是铸铁材质,由于氨的腐蚀 性质,使用周期非常短就出现泄漏,无法正常使用, 氨汽被迫放散,造成大气污染。
二、焦化废水零排放改造方案
为达到焦化废水零排放,焦化厂于2003年度先后投人了180万元对蒸氨与生化系统进行技术改 造,采取“治理源头、控制总量、闭路使用”改造方 案,使生化后废水全部用于回配和熄焦,并于2003 年12月28日竣工投用。从而实现了焦化酚氰废水 零排放目标。
(一) 治理源头
① 改造蒸氨塔结合原蒸氨塔实际存在的问 题,我们通过理论计算,选用一个直径为1.6m的条 型泡罩塔替代原来的两个蒸氨塔,处理量可达27m3/h。两系统废水经工艺改造,均统一进人泡罩塔预处理。由于泡罩塔处理效率高,蒸氨效率由原不到 75%提高到97%以上。
② 废水除油改造针对焦炭过滤器存在的除油 效率低,失效周期短等不足,通过考察,引进了当前 较为先进的除油设施:气浮除油机,除油效率由原来不到50%提高到97%以上,高效除油,不但回收了部 分焦油,同时为提高蒸氨效率起到了关键作用。
③ 氨气分缩器改造针对氨汽的强腐蚀性,我厂 采用了目前较为先进的铅分缩器,其特点是换热效率 高、耐腐蚀,使用寿命是原铸铁分缩器的3一5倍。
(二)控制总t
① 洗氨软水改造针对废水总量高的现状,对 软水系统进行了技术改造,使用蒸氨后的废水替代 软水进行洗氨。由于蒸氨废水主要来源于剩余氨水, 来自高温炼焦过程,本身就是软水,不会造成设备结垢。经过一年多的运行实践证明,冼氨效果稳定,在源 头上减少废水量10m呱,而且减少了软水系统运行 费用的发生。
② 外排废水进生化系统回配为进一步控制废 水外排总量,我们停运了1一4#炉生化系统,通过计 算,在5一6#炉生化池附近新建一个有效容积料0 m3曝气池一座,与原1“、2#曝气池并联使用,为保 证进人曝气池酚、氛、COD的浓度,将处理后的外排 废水进行回配作稀释水使用,水量控制在20一30m3lh。通过运行与污泥驯化,运行稳定,处理后酚、氰 达标,但处理后废水氨氮、coD同比升高约30%,主 ,系原因是污染物累积效应,但达到平衡后不再增加。
③ 改造后废水处理工艺流程与水平衡图
改造后废水处理工艺流程与水平衡图
三、焦化废水零排放改造结论
(一)通过一年多的运行,焦化废水零排放项目运行 效果良好、稳定、可靠。
(二)经济效益明显。通过技术改造,分别停运了软 化水处理、蒸氨、生化废水处理系统各一套;减少清洁水61万t/年;减少污水排放量52万t/年;取消了排污费。
(三)社会效益显著。徐钢焦化厂原外排生化废水受 纳水域为京杭运河,虽然酚、氰指标达到行业排放标 准,但其浓度与其它超标污染物仍有很大的危害性。零排放工程的成功,对地区创环保城市和国家南水 北调起到了积极的作用,受到了重视和好评。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档术文档。
(四)采用了部分新设备、新工艺。如气浮除油机、铅 分缩器等,大幅度提高了换热效率和除油效果,提高了蒸氨效率。
(五)焦化废水零排放实施成功,为降本增效、提高 企业和社会效益创造了条件,为同行业治理酚氰废 水解决环保问题提供了一个有效途径。(何豫川)