关于兰炭废水处理方法的思考

关于兰炭废水处理方法的思考

李凌鹏

新疆圣雄电石有限公司，新疆 吐鲁番 838000

摘要：兰炭废水具备污染物浓度高、可生化性低、处理难度大等特点。为进一步提升兰炭废水处理效果，应当开发和研究具备成本效益的废水处理技术，这对兰炭行业的可持续发展具备重要意义。在兰炭污水处理研究中，应当考虑污水处理技术的历程和不同处理方法的特点。一般情况下，根据资源回收技术，回收兰炭废水中的有价值物质，减少污染物排放，进一步提升兰炭废水处理的可生化性。根据高级氧化作为预处理技术，能够将污染物分解成小分子污染物。同时，借助技术深度处理，降低污染物浓度，使废水达标排放。

关键词：生态处理；兰炭废水；可再生；回收利用

引言

兰炭用来充当铁合金和煤化工工业生产的重要原料，已被大量工业企业普遍应用。同时，在工业生产加工过程中，不可避免地会形成一些兰炭废水。从物理上讲，用来充当低温蒸馏生产的半成品，兰炭废水中含有大量的苯环、芳香族化合物、氨氮化合物和含氮化合物。这些化合物成分复杂，有的毒性大，生物降解性低。要对兰炭废水实施科学合理的处理，确保兰炭废水不会污染生态环境。因此，根据生态可持续发展的理念，深入探索处理兰炭废水的具体方法和过程，对于相关工业企业的生产和我国生态可持续发展具备重要的价值。

1. 兰炭废水来源及特征

现有的兰炭生产工艺涵盖选煤、干馏、气体净化和焦炭储存。兰炭废水主要是原煤粉粉磨和输送过程中的洗涤水，以及焦炉或炼焦过程中的除尘水和筛分过程中的除尘洗涤水。废水中含有高浓度的碳尘和碳颗粒，一般处理后可重复使用。低温干馏时炉尾气放出的水蒸气在尾气洗涤中冷凝成循环水，用于气体洗涤。这部分水有氨味，常被称为含氨废水。循环氨水中的氨水用于工业用途，形成的污染物复杂，含有机物和无机物，属于剧毒污染物。也用于输送循环冷却水和直接、间接冷却塔的污水。兰炭是原煤在一定温度下的产物，废水中的污染物类似。焦炭生产中煤种和罐内温度的不同造成废水与焦化废水差异较大。原煤种类的不同是造成废水与焦化废水不同的重要原因。兰炭生产主要是600～800低温干馏，焦炭生产主要是1000高温干馏。兰炭废水中不仅含有大量的高分子量污染物，还含有高温下不被氧化的低分子量污染物。在高温下，中等和低分子量有机物借助反应结合逐步形成焦油或焦炭中所含的高分子量有机物。废水中各种污染物的浓度比焦炭废水高10倍，而兰炭废水比焦炭废水更难处理，处理方法也不同。在兰炭生产中，鉴于选用的原炭不同，废水的成分也不同。

2. 兰炭废水中的资源回收与预处理技术

2.1复合除油技术

兰炭污水含有大量的重焦油、轻焦油和乳化油。可借助自然重力分离回收重质焦油渣及其他固体颗粒或胶体杂质，加入破乳剂去除乳化油，回收悬浮在废水表面的轻质油。研究人员选用OX-985和OX-912破乳剂处理兰炭废水。当破乳剂用量为300mg/L~500mg/L时，除油率达到90%，DOC去除率达到30%左右，可同时去除油类污染物和COD。

2.2酚的去除和回收技术

溶剂萃取法可做到酚类化合物的高效提取和资源化回收，萃取器可重复使用，降低了酚类处理成本，回收的酚类产品具备较大的经济效益。研究人员可选用甲基异丁基酮（MIBK）作为萃取剂。当提取时间为10分钟、温度为35℃、pH小于8.0、提取体积比大于1:5时，提取废水中挥发酚的质量浓度由6385mg/L降至230mg/L，去除率达到96.4%，有效减轻后续生化处理负担。此外，回收的MIBK每次补充0.18%~0.20%时，挥发酚提取率仍能保持在95%以上，说明MIBK回收率高，损失率低。但MIBK在水中的溶解度为2%，需要提高萃取剂回收装置，在原有的基础上更进一步提高了运行成本。同时，萃取剂挥发性大，萃取剂总损失率高，多酚去除率低。因此，开发一种提取率高、水溶性低、成本低的提取剂是提取方法的研究方向。为了提高提取效率和容量，研究人员对提取设备进行了研究。传统工艺选用塔式提取设备。参照两相的密度差，在重力场的作用下，萃取塔内两相沿相反方向流动进行传质，大多数情况造成纵向混合，降低传质效率。液体在塔内停留时间长，分离相需静置分离，处理量小。离心萃取装置借助离心力完成两相的快速混合和分离，具备液体流速快、接触时间短、分离效果好、设备扩容容易、处理量大、连续逆流流动等特点。研究人员在兰炭废水处理技术研究中提出了两段串联离心脱酚和粗酚精制工艺。实验在30L/h中试装置和10m3/h工业样机上进行，离心脱酚效率达到92%~98%。结合粗酚精制工艺，能够获得高附加值的化工原料，如苯酚、邻甲酚、间对甲酚、二甲酚、吡啶等，进行资源化回收，降低污染物浓度。

3. 兰炭废水处理技术进展

3.1电化学法

电化学法具备絮凝、氧化和微电解的作用。电絮凝和电氧化是废水处理中常用的方法。在电压作用下，可溶性阳极中的铝失去电子生成Fe2或Al3，逐步形成吸附性高的Fe(OH)2，能够有效吸附。两个阳极相互间的氧化反应将废水中的有机物分解成低分子量有机物。同时，阴极和阳极的电解形成极少量的氧气，使废水中的氢氧化物团聚颗粒漂浮分离，进一步提升了水处理效率。电化学是一种很有前途的处理难降解有机废水的技术。铁碳微电解借助铁的电化学特性氧化还原污染物，借助铁的絮凝作用去除污染物。废水经气动电解预处理后，DOC和氨氮的质量浓度成比例下降。DOC和氨氮去除率达到60%，生化性能得到改善。铁碳层处理工艺具备处理简单、成本低的优点，但对pH要求不高，进一步处理会造成Fe(OH)2析出，容易造成二次污染。采取铁碳微电解法对废水进行预处理。活性炭粒径为2mm~3mm，电解反应时间为90分钟。在不调整pH值的情况下，进一步提升了兰炭废水处理后的可生化性，进一步提升了生化处理要求。减少Fe2沉淀是一种有效的处理方法，电絮凝借助絮凝吸附去除污染物，絮凝效果优于传统絮凝。反应中不添加任何化学试剂，整个过程易于控制，pH范围宽。电絮凝能够净化废水，以铝为阳极的电絮凝能够对废水进行预处理。对预絮凝反硝化后的出水进行了研究，得出了影响因素。在实验条件下，电化学废水预处理面临着高能耗的问题，极大地限制了电化学在废水预处理中的应用。

3.2芬顿氧化法

芬顿氧化法以铁盐为催化剂，分解高浓度有机物，生成具备絮凝作用的物质，絮凝后去除污染物。芬顿试剂具备氧化作用和凝固作用。芬顿氧化法具备反应速度快、条件温和、设备简单等优点，被认为是一种预处理技术。在pH4时，COD去除率达到93%，表明芬顿氧化法能够进一步提升废物的生物降解。鉴于芬顿氧化一定要在酸性条件下进行，沉淀物的形成容易造成二次污染。目前，芬顿氧化法用于净化废水，进一步提升了废水的可生化性。电芬顿氧化处理后DOC去除率可达69%，但氨氮去除有限，要结合其他方法进一步提升生物降解性。

结论

在现代工业生产过程中，兰炭废水的产生造成了极大的环境危害，直接影响我国生态可持续发展战略的实施。兰炭废水非常危险，要妥善处理才能排放或回收。对兰炭废水处理工艺的深入研究，能够推动废水处理工艺在工业生产制造领域的应用，真正做到绿色生态的可持续发展。

参考文献

[1]高雯雯,张智芳,陈碧,苏婷.Fenton技术处理兰炭废水实验研究[J].当代化工,2017,46(06):1072-1074.

[2]罗金华,盛凯.兰炭废水处理工艺技术评述[J].工业水处理,2017,37(08):15-19.

[3]李兵兵,姜明,刘文茂.兰炭废水处理技术[J].燃料与化工,2017,48(02):50-52.