0 引言

焦化行業(yè)產(chǎn)生的生化廢水主要含有氨氮、COD、酚、氰等有害物質(zhì)，全國許多焦化企業(yè)選擇用生化廢水進(jìn)入熄焦池直接熄焦，進(jìn)而達(dá)到生化廢水零排放。熄焦過程中含有有害物質(zhì)的廢水與1000℃灼熱焦炭接觸，瞬間產(chǎn)生大量水蒸氣，排向大氣，存在二次污染。熄焦后的廢水小部分蒸發(fā)成水蒸氣排入大氣，大部分回流至熄焦池內(nèi)繼續(xù)循環(huán)熄焦，回流水所含有害物質(zhì)由于被蒸發(fā)濃縮，濃度進(jìn)一步升高。

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熄焦廢水需滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）的處理排放需求，目前許多焦化廠熄焦水的指標(biāo)很難達(dá)到焦化行業(yè)的間排標(biāo)準(zhǔn)。因此需要在生化系統(tǒng)與熄焦池之間增設(shè)一套廢水處理設(shè)施，實現(xiàn)熄焦廢水達(dá)標(biāo)熄焦。

1 青島某焦化廠熄焦廢水現(xiàn)狀

青海某公司自成立以來建成了200萬噸/年焦化，廠區(qū)污水處理站規(guī)模為80m3/h。廠區(qū)污水站現(xiàn)采用生化處理工藝，出水用于熄焦。但由于水不斷循環(huán)使用，沉淀池對水中污染物去除效果有限，導(dǎo)致廠區(qū)污水處理站出水無法滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）表1中規(guī)定的間接排放標(biāo)準(zhǔn)后再用于熄焦。

2 廠區(qū)現(xiàn)有生化處理工藝及其水質(zhì)指標(biāo)

該公司廠區(qū)現(xiàn)有生化處理工藝詳見圖1。

圖1 廠區(qū)現(xiàn)有生化處理工藝流程圖

廠區(qū)生活化驗廢水、工藝污水、地坪沖洗廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)水池勻質(zhì)勻量，經(jīng)過調(diào)節(jié)過后的廢水泵入混凝反應(yīng)槽，使廢水中的使水中的懸浮顆粒形成大的礬花以便于沉淀，混凝過后的自流進(jìn)入斜管沉淀區(qū)，實現(xiàn)泥水的分離，沉淀的污泥沿著斜管壁受到重力作用滾入底部的污泥泥斗中，而清水上行至表面，通過溢流槽自流進(jìn)入，生物接觸氧化池，水中的有機物經(jīng)過在好氧條件下的生物降解能夠，減輕對后續(xù)的系統(tǒng)處理負(fù)荷的沖擊，接觸氧化池的泥水混合物經(jīng)過生化二沉池的泥水分離，上清液進(jìn)入勻質(zhì)調(diào)解池與一、二期焦化處理出水混合均勻，同時伴隨臭氧氧化作用，提高B/C比，增加生化性，泵入BAF生化系統(tǒng)，進(jìn)行生化進(jìn)一步的生化強降解，經(jīng)過生化強降解的生化出水自流進(jìn)入中間水池[1]。該工藝出水指標(biāo)詳見表1。

表1 生化出水水質(zhì)指標(biāo)

生化出水進(jìn)入熄焦水回用水池，熄焦水循環(huán)熄焦后進(jìn)入原有沉淀池沉淀后進(jìn)入熄焦水回用水池，用于再次熄焦。熄焦水回用水池中的水質(zhì)指標(biāo)如表2。

表2 熄焦池水質(zhì)指標(biāo)

按照GB16171-2012中4.1.5的要求，煉焦生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后用于洗煤、熄焦和高爐沖渣等途徑的水質(zhì)，其pH、COD、氨氮、揮發(fā)酚及氰化物應(yīng)滿足表3中煉焦行業(yè)生產(chǎn)廢水間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

表3 煉焦行業(yè)生產(chǎn)廢水間排標(biāo)準(zhǔn)

由此可見，該廠區(qū)熄焦廢水不滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）的處理排放需求。根據(jù)焦化行業(yè)十四五規(guī)劃要求，到2025年行業(yè)焦化廢水產(chǎn)生量減少30%，氮氧化物和二氧化硫產(chǎn)生量分別減少20%。隨著工業(yè)污染和水資源匱乏日益嚴(yán)重，國家對焦化廢水排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。因此急需對廠區(qū)進(jìn)行改造，實現(xiàn)廢水高效穩(wěn)定達(dá)標(biāo)零排放。

3 熄焦廢水處理工藝改造方案

考慮到不影響正常生產(chǎn)，設(shè)計在現(xiàn)有生化廢水處理系統(tǒng)與熄焦池之間增設(shè)一套廢水處理設(shè)施，使得熄焦廢水出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)進(jìn)行再次熄焦[2]。

設(shè)計新增的廢水處理設(shè)施主要有混凝反應(yīng)單元、混凝沉降單元、污泥處理單元三部分組成（如圖2）。

圖2 廢水處理設(shè)施各單元示意圖

廠區(qū)熄焦廢水經(jīng)生產(chǎn)線排水管道排至進(jìn)入現(xiàn)有的沉淀池，沉淀大顆粒的焦渣，新增設(shè)計混合反應(yīng)池，沉淀池出水經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入混合反應(yīng)池?；旌铣靥砑覲AC、PAM和碳粉，經(jīng)過混凝沉淀和吸附作用，去除水中的COD、SS、色度。新增設(shè)計高效澄清池，經(jīng)混合池反應(yīng)后的廢水進(jìn)入高效澄清器，進(jìn)行沉淀分離，出水排入熄焦水回用水池。

高效澄清器產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥泵排放，一部分回流至混合池，一部分進(jìn)入污泥濃縮池濃縮處理，濃縮后的上清液返回沉淀池，濃縮后的污泥經(jīng)螺桿泵進(jìn)入疊螺機進(jìn)行壓濾，壓濾后的泥餅外運。改造工藝流程圖詳見圖3。

圖3 熄焦廢水處理工藝改造流程圖

熄焦廢水主要含有的污染物為懸浮物，因此PAC、PAM在廢水設(shè)施運行中需要持續(xù)性投加，碳粉根據(jù)污水情況投加。

考慮沉淀工藝在運行過程中容易發(fā)生管道堵塞現(xiàn)象，因此高效澄清池設(shè)計曝氣攪拌，管道設(shè)計方便沖洗的法蘭盲板，保證工藝系統(tǒng)正常運行[3]。

4 方案改造工程量及實施后效果

該廠區(qū)有4座焦?fàn)t，熄焦水共用量為840m3/h。熄焦水經(jīng)熄焦蒸發(fā)量為100m3/h，熄焦后水回流量為740m3/h。

設(shè)計熄焦廢水處理設(shè)施運行規(guī)模采用物料平衡計算。

廠區(qū)熄焦用水量為840m3/h，主要采用熄焦回用水池，不足部分采用新水進(jìn)行補充。根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）要求，該部分水COD量≤150 mg/L，經(jīng)熄焦后回流廢水量為740 m3/h，該部分COD為180-220mg/L?？梢娤ń够赜盟匦枰a充新水量為100 m3/h，補充水COD量為20mg/L。

設(shè)廢水處理設(shè)施處理水量為X m3/h，根據(jù)COD總量守恒得如下方程式：

840*150=X*150+100*20+（740-X）*200

推算得X=480m3/h。

結(jié)合同類項目經(jīng)驗和廠區(qū)實際情況，確定廠區(qū)改造廢水處理規(guī)模為500m3/h。

新增混合池4座，高效澄清池4座。其規(guī)格材質(zhì)參數(shù)如表4。

表4 改造方案新增構(gòu)筑物規(guī)格材質(zhì)一覽表

另外新建污泥處理車間、加藥間、配電室、值班室等建筑物，同時購置相應(yīng)設(shè)備，配套布設(shè)管網(wǎng)、電控系統(tǒng)等工程。

新增廢水處理系統(tǒng)經(jīng)過1個月調(diào)試期，之后可穩(wěn)定運行，系統(tǒng)出水指標(biāo)以及熄焦回流水指標(biāo)分別如表5、表6。

表5 新增廢水處理系統(tǒng)出水指標(biāo)

表6 熄焦回流水指標(biāo)

從出水指標(biāo)來看，在目前條件下該系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計以及環(huán)保要求。但是實際運行過程中，需要注意以下2點：

一是應(yīng)將生化系統(tǒng)的出水指標(biāo)控制在新增系統(tǒng)進(jìn)水指標(biāo)要求的范圍以內(nèi)，而且熄焦池應(yīng)杜絕外來超標(biāo)雜水以及含油廢水進(jìn)入，每天及時清理熄焦池底部沉淀的焦粉[4]。

二是該系統(tǒng)必須保證24小時連續(xù)運行，調(diào)試前期，由于熄焦池內(nèi)有害物質(zhì)沉積較多，調(diào)試期間的藥劑費用可能會較高，但隨著新增廢水系統(tǒng)的正常穩(wěn)定高效運行以及整體管理水平的提升，熄焦回用水池有害物質(zhì)的濃度會逐漸降低，藥劑費用也會相應(yīng)降低。由于實際處理水量比設(shè)計處理水量小，因此實際藥劑費用比設(shè)計少，藥劑費用如表7。

表7 各月噸水消耗藥劑費用情況

5 結(jié)語

①由于熄焦池水的凈化，熄焦控制相同焦炭水份所需的熄焦時間較以前短，而且熄焦池周邊的氣味較以前有較大改善。②為防止熄焦水對熄焦管道的腐蝕，新增廢水處理系統(tǒng)出水pH應(yīng)控制在7-9，為此需向該系統(tǒng)少量的添加片堿[5]。