焦化废水处理中存在的问题及其对策分析

樊 佳

（山西省化工设计院，山西 太原 030024）

引 言

20世纪80年代，大批焦化厂在我国开始建立，有力地推动了社会经济的发展。受国家政策和内部需求的影响，到80年代末90年代初，我国的产焦量已经达到亿级。作为能源型企业，一些焦化生产厂还担负着给周边居民提供煤气的责任，便利了当地居民的生活，有效地改善了周边区域的人民生活。

但是，随着焦化厂的发展和国内环保标准的不断提高，特别是民众对于环境污染关注度的提高，焦化厂的环境污染问题日渐显现。焦化厂含氨废水的大量排放对周边流域的水体和土壤产生了严重的影响。多数企业采用的普通生化处理技术，虽然能够去除焦化废水中的部分污染物（如挥发酚、氰等），但对复杂的污染物（如含氨氮的污染物）却没有降解效果。技术发展和使用的落后导致了多数焦化厂排放的废水中的氨氮严重超标。含氮废水的排放对于水体造成了明显的污染，使受纳水体水质下降，影响了水体的使用功能［1－4］。

为了解决这一问题，最彻底的方法是重建一套符合现行环保要求并有一定前瞻性的废水处理设施。但目前的焦化厂经济效益普遍不好，个别企业甚至处于亏损状态，缺乏足够资金进行技术改造和设施更新，原有的设施多数也处在可用状态。为此，笔者认为，多数焦化厂的废水处理思路应当是，结合企业的生产流程和排放物组成以及实际情况，采取不同的处理办法。一方面，按照企业当前的生产和处理流程，对装置进行检修和改造，使生产工艺进行清洁化改进，降低污染物的排放量；另一方面，按照企业废水的组成进行合理分流，建设后续处理装置，利用催化湿式氧化工艺，环保经济地处理企业排出的污水和废水。而企业排出的污染性不强的一般废水，可以使用原先的工艺和装置进行处理。

1 国内焦化厂废水处理

1.1 国内焦化厂的废水排放情况

国内焦化厂的现有生产流程是，通过高温作用使煤裂解成焦炭和煤气，产生焦油等产品。在整个生产流程中，废水主要是在高温裂解环节产生，其他的环节包括裂解产物和化工产品回收处理等。总之，焦化厂的废水排放源主要有以下几方面：

1）高温条件下煤炭裂解和煤气冷却所带来的含氨废水。这一类废水排放源占焦化厂全部排放量的50%以上，并且组成复杂、难以辨识、处理困难。

2）煤气净化过程中煤气终冷器和粗苯分离槽排水等。所含污染物为酚、氰及其他CODCr组分等，不含氨，且浓度相对较低。

3）其他产品生产过程产生的排水。主要成分为酚。

1.2 焦化厂废水处理情况

国内现有的焦化生产装置采用较多的是普通废水处理工艺，它主要由除油池、调节池、浮选池等构成。采用普通工艺对废水进行处理后，能够很好地去除酚、氰等组分，但不能使CODCr、NH3－N等满足国家标准要求，个别情况下甚至与国家标准相差甚远。

2 适合我国焦化厂改进废水处理工艺

2.1 将普通生化工艺改造成生物脱氮工艺

国内焦化厂在刚开始建厂时，由于技术、资金、环保意识方面存在的局限性，普遍采用普通生化技术处理废水，效果较差。有些焦化厂的设施空置率超过30%。鉴于此，国内厂商开始考虑流程的改进和设施的充分利用，将现有的普通生化处理流程升级为生物脱氮处理流程，以便在不显著增加成本的前提下，提升设施利用率和工作能力。与原有的普通处理技术相比，A／O生物脱氮处理流程重视水质的波动和变化，更加精准地控制反硝化段和硝化段的污染物排放，因此新的流程能够处理更多的废水。

生物脱氮技术首先出现在20世纪70年代的加拿大，随后在英国、法国和澳大利亚等国家得到切实应用，它是在普通生化处理工艺基础上改进而来的，效率和处理能力都有大幅度提高，是目前国际上主流的污水脱氮处理工艺。

对现有的废水处理设施进行改造，主要目的是提升现有设施的利用效率，并尽可能地节约资金。在改造策略上，尽可能地利用原有设施，并对原有工艺流程进行改造和优化。而采取A／O生物脱氮处理工艺作为改造的方向，能够将普通生化工艺中的整套装置合理充分的使用，对于原有的生产流程，也只需改造曝气装置，使之具有硝化处理能力。这样，就能明显地提高废水处理效率，降低排放物的危害性，减少排放量。

将焦化厂的普通生化工艺改造成脱氮处理工艺后，排放物的数量和种类符合相关规定，效益明显比原有工艺要好。

2.2 废水分流和新建氧化装置

国内比较典型的技术改造例子是鞍山焦耐院的改进思路。20世纪90时代初，针对当时焦化厂废水产生的实际情况，对工艺和流程进行了改进，并且建议焦化厂在资金、技术允许的情况下，将原有的普通工艺升级为新型脱氮工艺。这种情况下，较为合适的处理方式是对污染物进行恰当的分流，即新建一套催化湿式氧化处理装置对流程中产生的含氨废水进行处理，其他成分的废水仍然纳入原有体系处理。

从经济角度考虑，在蒸氨过程中蒸汽消耗很大，处理1m3含氨废水需要大约0.25t蒸汽，而回收之后的氨水价值不大。对多数的焦化厂来说，这一过程中的成本和效益分析并不合算。

使用催化湿式氧化处理工艺的用意是，减少设施浪费和空耗，特别是生产工艺中原先存在的蒸氨等环节。通过工艺的改进，在催化剂作用下，流程中产生的氨氮和其他有机组分能够被合理的氧化，生成氮气和二氧化碳。该工艺的唯一缺点是，催化剂价格昂贵，达40万元／m3。

新型的催化湿式氧化技术整个流程相对简单，在处理过程中，废水和空气混合后，在换热器和管式加热炉中加热到250℃～290℃，再将之送入催化反应塔，进行必要的浓缩、降解，最后，进行换热、排放等环节。

通过新技术的改造，焦化厂的废水处理效果明显改进，相关的悬浮物减少，并且进行了杀菌、除臭等处理，能够用于其他生产流程，水质排放符合国家各项指标规定。

3 结束语

考虑到历史和技术因素，焦化厂原有的废水处理措施可能导致水体污染的增加，同时使污染治理成本进一步加大。在废水处理流程的改造上，应当结合企业的实际情况，包括工艺流程、资金、技术储备以及空间布局等情况选择经济上合理、功能上满足要求的生产工艺。笔者结合自身的实践，提出了将常规生化处理工艺改为A／O生化处理工艺、废水分流和新建催化湿式氧化处理装置等建议，以期起到抛砖引玉的作用。

［1］郭金华，田作林，冯天伟，等.新型复合混凝剂在焦化废水处理中的应用［J］.长春理工大学学报，2002，25（4）：48－49.

［2］叶少丹.焦化废水生化处理研究进展［J］.工业水处理，2005，25（2）：9－12.

［3］赵景龙，贾军，孔海燕.焦化废水处理方法探究［J］.陕西环境，2003，10（4）：25－27.

［4］宫磊，徐晓军.焦化废水处理技术的新进展［J］.工业水处理，2004，24（3）：9－11.