中國焦化廢水處理發(fā)展分析 焦化廢水處理新技術(shù)有哪些

• 陳博 2023年8月3日 來源：中研網(wǎng) 1021 65
• 繁體

催化濕式氧化技術(shù)一般是指在高溫和高壓下，在催化劑作用下，用氧氣將廢水中的有機(jī)物和氨氮等污染物氧化，最終轉(zhuǎn)化為CO2和N2等無害物質(zhì)的技術(shù)。此方法具有使用范圍廣、處理效率高、氧化速度快、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。但由于操作在高溫高壓下進(jìn)行，因此對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，C

欲了解更多焦化行業(yè)的未來發(fā)展前景，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2023-2028年中國焦化行業(yè)深度分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

焦化廢水是一種典型的有毒難降解有機(jī)廢水。主要來自焦?fàn)t煤氣初冷和焦化生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)用水以及蒸汽冷凝廢水。

?

焦化廠主要生產(chǎn)焦碳、商業(yè)煤氣、硫銨和輕苯等化工產(chǎn)品。該廠焦油回收系統(tǒng)采用硫銨流程，焦油加工采用管式爐兩塔連續(xù)蒸餾，工業(yè)奈生產(chǎn)工藝為雙爐雙塔連續(xù)蒸餾、洗滌、精制。在焦?fàn)t煤氣冷卻、洗滌、粗苯加工及焦油加工過程中，產(chǎn)生含有酚、氰、油、氨及大量有機(jī)物的工業(yè)廢水。

?

一、焦化廢水的特點(diǎn)及危害

?

1、成分復(fù)雜：焦化廢水組成復(fù)雜，其中所含的污染物可分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。無機(jī)污染物一般以銨鹽的形式存在，有機(jī)物除酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、雜環(huán)類化合物和多環(huán)芳烴等。其中以酚類化合物為主，占總有機(jī)物的85%左右，主要成分有苯酚、鄰甲酚、對(duì)甲酚、鄰對(duì)甲酚、二甲酚、鄰苯二甲苯及其同系物等；雜環(huán)類化合物包括二氮雜苯、氮雜聯(lián)苯、吡啶等；多環(huán)類化合物包括萘、蒽、菲等。

?

2、含有大量的難降解物，可生化性較差：焦化廢水中有機(jī)物（以COD計(jì)）含量高，且由于廢水中所含有機(jī)物多為芳香族化合物和稠環(huán)化合物及吲哚、吡啶等雜環(huán)化合物，其BOD5/COD值低，一般為0.3～0.4，有機(jī)物穩(wěn)定，微生物難以利用，廢水的可生化性差。

?

3、廢水毒性大：其中氰化物、芳環(huán)、稠環(huán)、雜環(huán)化合物都對(duì)微生物有毒害作用， 有些甚至在廢水中的濃度已超過微生物可耐受的極限。

?

4、含有危害水生生物和人體的劇毒及致癌物質(zhì)：主要污染物質(zhì)為環(huán)鏈有機(jī)化合物、疊氮化合物以及氨氮等。這些物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境以及人體的健康都會(huì)造成一定的危害，如果人直接飲用了含一定濃度這類物質(zhì)的水或長時(shí)間吸入含該類物質(zhì)的空氣，將會(huì)危害身體健康，嚴(yán)重者可以致癌；特別是有些物質(zhì)可在動(dòng)物或植物體內(nèi)富集，使其濃度濃縮許多倍，最終通過食物鏈侵害到人類；焦化廢水中的含碳類化合物多數(shù)都是耗氧類物質(zhì)，它們進(jìn)入水體后要消耗水體中的溶解氧，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致水體的腐化；而焦化廢水中的含氮類物質(zhì)，能導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，可以導(dǎo)致藻類的大量孽生和繁殖；氨氮在水體中還能轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，嬰幼兒飲用了含有一定濃度硝態(tài)氮的水，可導(dǎo)致白血病。因此，焦化廢水對(duì)自然生態(tài)的破壞及其嚴(yán)重，對(duì)人類的威脅巨大。

?

二、焦化廢水處理新技術(shù)

?

1.催化濕式氧化技術(shù)

?

催化濕式氧化技術(shù)一般是指在高溫和高壓下，在催化劑作用下，用氧氣將廢水中的有機(jī)物和氨氮等污染物氧化，最終轉(zhuǎn)化為CO2和N2等無害物質(zhì)的技術(shù)。此方法具有使用范圍廣、處理效率高、氧化速度快、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。但由于操作在高溫高壓下進(jìn)行，因此對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高。所以此方法在一些發(fā)達(dá)國家已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，用于處理含氰廢水、煤汽化廢水、造紙黑液。杜鴻章等研制出適合處理焦化廠蒸氨、脫酚前濃焦化污水的濕式氧化催化劑，該催化劑活性高、耐酸、堿腐蝕，穩(wěn)定性好，適用于工業(yè)應(yīng)用，對(duì)CODcr及NH3的去除率分別為99.5%和99.9%。

?

2.超臨界水氧化法

?

超臨界水是指溫度、壓力都高于其臨界點(diǎn)的水，當(dāng)溫度高于臨界溫度374.3℃，壓力大于臨界壓力22.1MPa時(shí)，水的性質(zhì)發(fā)生了很大的變化，水的氫鍵幾乎不存在，具有極低的介電常數(shù)和很好的擴(kuò)散、傳遞性能，具有良好的溶劑化特征。該法在20世紀(jì)80年代初由美國學(xué)者Mdoell提出，在很短的時(shí)間內(nèi)，廢水中99%以上的有機(jī)物能迅速被氧化成H2O、CO2、N2及其它無害小分子。

?

3.利用煙道氣處理焦化廢水

?

鍋爐煙道氣處理工藝是廢水在噴霧塔中與煙道氣接觸并發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，廢水全部汽化，煙道氣中SO2與廢水中的NH3及塔中的O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成(NH4)2SO4。吸附在煙塵上的有機(jī)污染物在高溫焙燒爐或鍋爐爐膛內(nèi)進(jìn)行無毒化分解，從而實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，同時(shí)對(duì)大氣環(huán)境無污染。該工藝“以廢治廢”，不僅處理效果好，還具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

?

4.固定化細(xì)胞技術(shù)

?

固定化細(xì)胞(簡稱IMC)技術(shù)是通過化學(xué)或物理的手段將游離細(xì)胞或酶定位于限定的空間區(qū)域內(nèi)，使其保持活性并可反復(fù)利用的方法。制備固定化細(xì)胞可采用吸附法、共價(jià)結(jié)合法、交聯(lián)法、包埋法等。固定化細(xì)胞技術(shù)充分發(fā)揮了高效菌種或遺傳工程菌在降解有機(jī)物過程中的高效降解作用，具有細(xì)胞密度高，反應(yīng)迅速，微生物流失少，產(chǎn)物分離容易等優(yōu)點(diǎn)，且反應(yīng)過程控制較容易，污泥產(chǎn)生量少，同時(shí)可去除氯及高濃度難降解有機(jī)物。Amanda等以PVA-H3BO3包埋法固定化假單胞菌Psendomonas，在流化反應(yīng)器中連續(xù)運(yùn)行2周，進(jìn)水酚濃度從250mg/L逐漸提高到1300mg/L，出水酚濃度可降至極低。

?

5.超聲波法

?

利用超聲波降解水中的化學(xué)污染物，尤其是難降解的有機(jī)污染物，是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新型處理技術(shù)。超聲波由一系列疏密相間的縱波構(gòu)成，并通過液化介質(zhì)向四周傳播，當(dāng)聲能足夠高時(shí)，在疏松的半周期內(nèi)，形成空化核，其壽命約為0.1μs。在破裂的瞬間可產(chǎn)生約4000K、100MPa的局部高溫高壓環(huán)境，并產(chǎn)生速度約110m/s、具有強(qiáng)烈沖擊力的微射流，稱為超聲空化。超聲空化足可使有機(jī)物在空化氣泡內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解或自由基反應(yīng)。研究表明，鹵代脂肪烴、單環(huán)或多環(huán)芳烴及酚類物質(zhì)等都能被超聲波降解。

?

6.等離子體處理技術(shù)

?

等離子體處理技術(shù)是利用高壓毫微秒脈沖放電等離子體對(duì)難降解有機(jī)廢水進(jìn)行處理。其原理是在毫微秒高壓脈沖作用下，氣體間隙產(chǎn)生放電等離子體，放電等離子體中存在大量高能電子，這些高能電子作用于水分子產(chǎn)生大量的水合電子、OH、O等可氧化水中有機(jī)物的強(qiáng)氧化基團(tuán)。研究表明，焦化廢水經(jīng)脈沖放電處理后，大分子有機(jī)物被氧化分解為小分子，再用活性污泥法進(jìn)行后續(xù)處理，廢水中氰化物、酚及CODcr的去除率顯著提高。

?

7.生物強(qiáng)化技術(shù)

?

生物強(qiáng)化技術(shù)就是為了提高廢水處理系統(tǒng)的處理能力，而向該系統(tǒng)中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢(shì)菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質(zhì)的方法。生物強(qiáng)化技術(shù)因能提高水處理的范圍和能力，近年來在焦化廢水治理中的應(yīng)用日益重要。Donghee Park等為了提高生物去除總氰化物的效率，用生物強(qiáng)化技術(shù)處理焦化廢水。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)可降解氰化物的酵母菌和不明確的降解氰化物的微生物，然后將微生物菌體接種入流化床反應(yīng)器。結(jié)果表明：全面的氰化物生物降解的連續(xù)運(yùn)行表明去除率比想象中低。王璟、張志杰等研究了投加高效菌種及微生物共代謝對(duì)焦化廢水生物處理的增強(qiáng)作用，結(jié)果表明：高效菌種能普遍提高難降解物的去除率，48h內(nèi)可以比投加初級(jí)基質(zhì)提高CODcr去除率47％左右，初級(jí)基質(zhì)與高效菌種組合協(xié)同作用效果好，48h后焦化廢水CODcr去除率達(dá)到60 ％左右。

?

8.膜生物反應(yīng)器（MBR）法

?

MBR工藝是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種污水處理新技術(shù)，是生物處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合形成的一種高效污水處理工藝。該技術(shù)用膜分離技術(shù)取代傳統(tǒng)接觸氧化法的二沉池，膜的高效固液分離能力使出水水質(zhì)優(yōu)良，處理后出水可直接回用。MBR對(duì)于COD以及NH3-N的處理效果均好于常規(guī)的A/O法。但是MBR造價(jià)較二沉池高，在經(jīng)濟(jì)效益方面不如傳統(tǒng)二沉池有優(yōu)勢(shì)，成為制約工業(yè)化應(yīng)用的主要因素。

?

?

?

• 相關(guān)深度報(bào)告REPORTS

  

  2023-2028年中國焦化行業(yè)深度分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告

  焦化一般指有機(jī)物質(zhì)碳化變焦的過程，在煤的干餾中指高溫干餾。在石油加工中，焦化是渣油焦炭化的簡稱，是指重質(zhì)油（如重油，減壓渣油，裂化渣油甚至土瀝青等）在500℃左右的高溫條件下進(jìn)行深度...

  查看詳情

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡