兰炭废水预处理技术研究进展

兰炭废水预处理技术研究进展

贺伟

神木市电石集团能源发展有限责任公司  陕西，神木市   719300  612722198912040733

摘要:兰炭具备高稳定碳、高比电阻、强化学反应活性、低硫的特性,是一类新兴的碳资源材料，是电石、金属镁、电力载能材料以及煤焦油加氢制油工业的重要基础。当前兰炭工业发展速度很快,年产量已突破了一亿吨,而废水处理技术也已成为制约着兰炭工业存在和发展的主要问题。处理后的出水必须以气态方式排出,无法进行水循环使用,同时产生了大气污染问题,因此亟待开发实用而有效的兰炭废水处理工艺技术。本文主要对兰炭废水预处理工艺技术进行了分析，旨在为相关研究提供帮助。

关键词:兰炭、废水、预处理、技术、研究

近年来,兰炭工业已形成为陕西、内蒙、宁夏、新疆等地区规模最大的煤炭资源转换工业之一,并成为发电石、金属镁、电力载能材料以及煤焦油等加氢燃料加工生产的中心基础。目前,随着兰炭生产需求量的与日俱增,使之成为了以上区域的主要经济支柱产业,根据统计,目前我国年均产生的生产废水量约八百三十万立方米,工业废水中COD、氨氮废水和挥发酚的总生成量分别达到了四十万吨、三万吨和二点五万吨,而且由于工业废水中焦油浓度高,给兰炭主要出产区域,特别是严重缺水的中国西北地区生态造成了很大影响，随着环境保护要求的日益增加,兰炭废水的处理迫在眉睫。

一、兰炭废水的来源与水质

兰炭工业废水产污一般分为温度干馏、荒烟气洗涤处理,以及兰炭成品熄焦等三环节。但由于目前我国正大力发展生产洁净兰炭技术,对兰炭产品质量要进行从严掌握,因此企业的熄焦方法已逐步由低干熄焦工艺所取代。通过对全国各个地方兰炭工业废水的检测:兰炭工业废水中均有污染含量较高、可生化性差、对生态危害性较大、色泽通常为褐色至红褐色,且具有强烈刺激性臭味。而随着兰炭工业生产过程中对煤的不充分氧化,兰炭工业废水中存在着大量的煤焦油和低分子有机质。有机质类型也很多,一般含有酚类、多环芳烃、苯系物以及含硫、氧、硫的杂环物质等,是一类典型的有机难以降解工业废水类型。

二、兰炭废水预处理工艺

(一)除油工艺

兰炭废水所排放分为重质油、轻质油和乳化油,除油方法分为气浮除油、重力除油、化学除油等。气浮除油法会生成较多的轻质油沫,在气浮前还需要投加化学药物;而自重除油无法除去乳化油,更无法在短时期内除去从煤焦油内混入的灰分。因此目前除油的方法,通常采取重力除油与化学除油相结合的方法。

(二)脱酸脱氨工艺

兰炭废水可以通过蒸氨塔把废气中的氨水与酸式气分别除去,而精馏塔中由于酸式气的存在阻止了硫酸铵产物的产生,但冷凝器的结晶现象却不能避免。因为经过蒸氨后的废水为偏弱酸性,从而降低了后续的脱酚过程的酸用。有机胺也必须借助对药物剂型的影响,才能最大程度转变成氨，另外为避免干扰的正常工作,可以使用投加消泡制剂以控制因表面活性剂和单元酚而形成的泡沫。

(三)除酚工艺

因为酚对细菌的生长产生增殖有抑制作用,所以对酚的除去一般采用萃取法、焚烧法、高级氧化法、吸附法和化学氧化法等物理化学手段。焚烧法有可能生成有害化工气体,由于高级氧化工艺的生产成本高昂,对化学氧化法的氧化剂需求量较大。所以酚一般以萃取提炼、吸附回收利用居多。高浓度的酚可以用萃取络合,中低强度的酚可以用直接吸收富集,在条件达标的情况下,可以尽量多的利用回收粗酚,减少对吸附物质的利用使用。

四、预处理及深度处理技术研究进展

(一)催化湿式氧化法

该技术原理是在特定的温度和压强条件下,在氧化剂或催化剂的作用下,形成有极强抗氧化特性的0H、R0、RO0等自由基,并撞击污水中的有机质,在极短的时间里,产生了大量的链式反应,最后产生小分子有机质含量和H20及交换中心,同时产生了脱臭、脱色和杀菌等技术消毒的效果,进而实现了净化工业废水的目的。在强酸性条件下,COD除去效果较高,但在催化剂中的科罗拉多大学波尔得分校流失很大,易产生二次污染。以高活性碳为载体,以Fe为活力部分制成的催化,以H二十为强氧化剂,COD的去除率达94.7%。催化湿式系统的氧化工艺,具有适用性强、氧化速率高、处理效率高、二次污染量少、系统工作平稳、装置紧凑、使用体积小、利用可回收资源等特性。不过,该工艺巨大的投入和运营成本也限制了其技术推广,目前只能运用于部分高浓度、小体积难以分解废水的处置。

(二)臭氧氧化法

臭氧的高抗氧化功能使得无法生物化学降解的有机物质迅速溶解,而由于使高分子有机质迅速转变为小分子有机质和改变物质构成,可以减少出水COD,从而提高了可生物化学降解产物的含量N。正是由于臭氧氧化的高选择性和降解有机物不完全的弊端,所以,与臭氧物质有关的综合技术才得以进一步开发。尽管以往科学研究已经证明了,对臭氧氧化的综合工艺进行了生化后的深入处理,对废气中的COD、NH3-n、光敏性物质等均有较好的消除效果,但确保臭氧氧化系统的发动机废气破坏后系统持续平稳地工作,依然是不能忽略的重要课题。另外,由于橡胶制品本身的物理性质所限制(臭氧在水中溶解度极为受限),所以一旦进水COD含量就很高,即使使用此方法也很难达到令人满意的处理效果。

由于国家环境保护水平的日益提升,工业废水的处理难度直接影响着兰炭工业的存在和发展,其处理技术也是一个难点,但鉴于兰炭工业废水排放的环境特点,使兰炭工业废水的污染物逐步减少并达到能够回收利用的标准,在满足国家有关规定标准的情况下,回用后用于熄焦,实现兰炭工业废水的近零排放,是将来兰炭废水处理和技术研发的一个方向目标。

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