兰炭废水的特性及预处理工艺

从国内能源产出率和不可再生资源储量分析，煤炭是我国的主要能源供应，27.65%的煤炭可用于炼焦，这是焦化行业崛起的基础。兰炭是侏罗纪不粘煤、长焰煤、弱粘煤在600~800℃下脱水、快速热解、炭化得到的产物。兰炭与无烟煤、烟煤相比，具有固定碳含量高、挥发份低、硫含量低的优点，在铁合金、金属镁行业应用更为广泛。随着泥炭规模的扩大，泥炭废水的处理问题日益突出。

1.泥炭废水简介

1.1兰炭废水的来源

兰炭废水的污染生产主要包括低温干馏、原料气洗涤净化和兰炭产品熄焦三个环节。兰炭煤废气净化废水和熄焦水占兰炭煤废水量的主要部分。低温干馏过程中产生的废水量与原煤水分有关，其量较少。随着国家大力发展清洁兰炭生产，严格控制兰炭质量指标，企业的熄焦方式逐渐被干熄焦工艺所取代。

1.2兰炭废水的质量

通过对不同地区兰炭废水的监测，发现兰炭废水污染物浓度高，可生化性差，生物毒性高，颜色为褐色或红褐色，气味刺鼻。几个蓝田企业的废水监测数据范围如下表1所示。

由于半焦生产中煤的不完全氧化，半焦废水中含有大量的煤焦油和低分子有机物。有机物种类繁多，包括酚类、多环芳烃、苯系物和含氮、氧、硫的杂环化合物等。它是一种典型的有机难降解工业废水。下面主要介绍兰炭废水的预处理工艺。

2.泥炭废水预处理工艺

泥炭废水中的石油、氨氮和酚类物质具有一定的经济价值，可以回收利用。目前预处理的基本思路是一方面从废水中回收有价值的产品，另一方面提高废水的可生化性，使预处理后的废水能更好地进行生化处理和深度处理。

2.1脱脂过程

兰炭废水中的焦油包括重油、轻油和乳化油。在企业的氨循环槽中，重油和轻油通过重力沉降得到很好的分离，而乳化油只有通过化学脱脂才能很好的去除。分离收集的中低温煤焦油可与原料气裂解产生的氢气结合，通过煤焦油加氢工艺生产国ⅴ标准气体和柴油。

脱脂工艺包括气浮脱脂、重力脱脂、化学脱脂等。气浮除油会产生较多的轻油泡沫，需要在气浮前端加入化学药剂。重力除油无法去除乳化油，更难以在短时间内去除煤焦油中混有的灰分。目前除油工艺一般采用重力除油和化学除油相结合的方式。

2.2脱酸和脱氨工艺

泥炭废水中含有大量的氨氮，不能直接进行生化处理。兰炭废水中的氨和酸性气体通过蒸氨塔分别脱除。塔顶酸性气体的存在避免了硫酸铵晶体的形成，但冷凝器中的结晶问题无法避免。蒸氨后的废水呈微酸性，降低了后续萃取脱酚工序的酸度。有机胺可以通过化学物质的作用在更大程度上转化为氨；同时，为了避免影响设备运行，通过添加消泡剂抑制了表面活性剂和单元酚产生的气泡。

2.3除酚工艺

泥炭废水中的酚类包括单位挥发酚和多元酚。由于苯酚可以抑制微生物的生长和繁殖，因此苯酚的去除主要有萃取、焚烧、高级氧化、吸附、化学氧化等物理和化学方法。该提取方法利用苯酚在水不溶性有机溶剂和废水中溶解度的差异，将废水中的苯酚转移到有机溶剂中实现分离。负载的萃取剂可通过反萃取(碱洗)或精馏方法多次循环使用，但多次循环使用的溶剂会降低萃取效率。焚烧主要用于处理苯酚浓度在100g/L以上的高浓度酚水，但焚烧可能产生有毒气体。高级氧化法利用强氧化性自由基将废水中的有机物矿化为CO2和水，但运行成本高。吸附方法有树脂吸附和活性炭吸附，存在解吸困难、材料价格高等问题，适用于低浓度酚水。化学氧化法使用强氧化剂氧化可还原苯酚，消耗大量氧化剂。

因此，苯酚主要是通过吸附来提取和回收的。高浓度苯酚通过萃取络合，剩余的低浓度苯酚通过吸附富集。在达标的前提下，尽可能多的回收粗酚，减少吸附材料的使用。

3.结论

随着环保标准的不断提高，废水处理的难度限制了泥炭产业的生存和发展。然而，萃取技术反萃取过程中回收的萃取剂易污染、损失率高、成本高等因素制约了萃取脱酚的发展。蒸氨塔自动化要求精度高，冷凝器易结垢，不能一次开停，影响蒸氨工艺的广泛应用。再生后的吸附材料效率降低，无效吸附剂为危险废物，其处置是一个难题。因此，迫切需要研究新技术、高效萃取剂和吸附剂。(来源:新疆新环工程技术有限公司)

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