焦化废水、粉尘处理556

安徽工业大学：崔平联系方式：[e-mail]2014-07-21安徽工业大学安徽工业大学坐落在全国文明城市、南京都市圈核心层城市——安徽省马鞍山市。安徽工业大学是一所中央与地方共建，以工为主，工、经、管、文、理、法、艺等七大学科协调发展、特色鲜明的多科性大学，安徽省省属重点大学，具有博士、硕士、学士学位授予权。安徽工业大学环境宜人，学习氛围好。目前拥有各类省部国家级研究中心、质检中心、重点实验室、重点人文社科研究基地等共18个。其中国家及部级5个，省级13个。学校与美国、英国、德国、瑞典、韩国以及香港、台湾等10多个国家和地区的高校建立了密切的友好合作关系，特别是近几年，在派出进修、留学、访问、考察、合作科研和参加国际学术会议等很多方面发展较快。•化学与化工学院现有5个本科专业，其中化学工程与工艺专业（原炼焦化学专业）属于国家级特色专业，属于教育部卓越工程师培养计划专业，原冶金部和安徽省重点学科，具有博士、硕士、学士学位授予权。具有“煤洁净转化与综合利用”安徽省重点实验室和创新团队，以及“煤焦化工程技术研究中心”。科研方向主要有：1.炼焦煤资源利用与合理配置2.弱（非）粘结性煤的改质及其在炼焦配煤中的应用3.炼焦配煤专家系统及其过程控制技术研究4.焦炉节能与自动加热控制技术研究5.高炉用焦质量及其控制技术研究6.干熄焦系统工艺优化和烧损控制技术研究7.选择性催化氧化和清洁化工过程开发8.焦化粉尘及废水治理与利用研究目录一、焦化废水、烟粉尘的来源及其危害二、焦化废水的处理工业三、焦化烟粉尘的治理工艺一焦化废水、粉尘的来源及其危害1.1焦化废水及粉尘的来源（1）废水的来源焦化生产过程中排放出大量含酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质的废水。焦化废水主要来自炼焦和煤气净化过程及化工产品的精制过程,其中以蒸氨过程中产生的剩余氨水为主要来源。蒸氨废水是混合剩余氨水蒸馏后所排出的废水。剩余氨水是焦化厂最重要的酚氰废水源,是含氨的高浓度酚水,由冷凝鼓风工段循环氨水泵排出,送往剩余氨水贮槽。剩余氨水主要由三部分组成:装炉煤表面的湿存水、装炉煤干馏产生的化合水和添加入吸煤气管道和集气管循环氧水泵内的含油工艺废水。剩余氨水在贮槽中与其它生产装置送来的工艺废水混合后,称为混合剩余氨水。（2）烟粉尘的来源焦化生产过程中排放的有害物质主要来自于备煤、炼焦、化产回收和精炼工序，污染源主要有煤装运粉尘、推焦烟尘、装煤黄烟、熄焦白烟、化产回收车间释放的污染物等，而备煤、炼焦工段产生的烟尘、粉尘因其污染点多、面大成为污染的重点，也是治理的难点。分类一，根据粉尘组成成分的化学特性和含量多少可以将粉尘分为以下两类：（1）无机性粉尘根据组成成分的来源不同，又可分为如下几种：a、金属性粉尘，例如铝、铁、锡、铅、锰、铜等金属及其化合物粉尘。b、非金属的矿物粉尘，例如石英、石棉、滑石、煤等。c、人工合成无机粉尘，例如水泥、玻璃纤维、金刚砂等。1.2粉尘的分类（2）有机性粉尘：a、植物性粉尘，例如木尘、烟草、棉、麻、谷物、茶、甘蔗、丝等粉尘。b、动物性粉尘，例如畜毛、羽毛、角粉、骨质等粉尘。c、人工有机粉尘，例如有机染料、农药、人造有机纤维等。在生产环境中，大多数情种下存在的是两种或两种以上物质混合组成的粉尘，称为是混合性粉尘。由于混合性粉尘的组成成分不同，其特性、毒性和对人体的危害程度有很大的差异。分类二、根据粉尘颗粒在空气中停留的时间可以将粉尘分为以下几种：（1）降尘。一般指空气动力学直径大于10um,在重力作用下可以降落的颗粒状物质。（2）飘尘。指粒径1-10um的微小颗粒，如平常说的烟、烟气和雾在内的颗粒状物质，由于这些物质粒径很小、质量轻，故可以长时间停留在大气中，在大气中呈悬浮状态；分布极为广泛。由于飘尘的粒径大小和在空中停留时间长的关系，被人体吸入呼吸道的机会很大，容易对人体造成危害。（1）非吸入性粉尘。非吸入性粉尘又可称做不可吸入粉尘，一般认为，空气动力学直径大于15um的粒子被吸入呼吸道的机会非常少，因此称为非吸入性粉尘。（2）可吸入粉尘。空气动力学直径小于15um的粒子可以吸入呼吸道，进入胸腔范围，因而称为可吸入粉尘或胸腔性粉尘。其中，空气动力学直径为10-15um的粒子主要沉积在呼吸道。（3）呼吸性粉尘。空气动力学直径小于5um以下的粒子可达呼吸道深部和肺泡区，进入气体交换的区域，称之为呼吸性粉尘。分类三、根据粉尘在呼吸道中的沉积部位笔筒可以将粉尘分为以下几种：1.3.1废水的危害（1）对水体和水生物的危害焦化污水主要含有机物，绝大多数有机物具有生物可降解性，能消耗水中溶解氧。当水中氧浓度低于某一限值，水生动物的生存会受到影响。当水中氧消耗殆尽时，水质就严重恶化。污水中的其他物质如油、悬浮物、氰化物等对水体与鱼类也都有危害，含氮化合物能导致水体富营养化。1.3废水、粉尘的危害（2）对人体的毒害作用污水中含有的酚类化合物是原型质毒物，可通过皮肤、黏膜的接触吸入和经口服而侵入人体内部，使人体细胞失去活力，另外，还可进一步向深部渗透，引起深部组织损伤或坏死；低级酚还能引起皮肤过敏，长期饮用含酚污水会引起头晕、贫血以及各种神经系统病症。（3）对农业的危害用未经处理的焦化污水直接灌溉农田，会使农作物减产和枯死；污水中的油类物质堵塞土壤孔隙，使土壤含盐量高，土壤盐碱化。1.3.2粉尘的危害（1）对人体的危害如含有PM2.5的粉尘吸入人体后，长时间积累导致肺部疾病。粉尘粒度大小与它对人体的危害程度也有较大关系。粒度愈小，愈不轻易沉降，易悬浮在空气中，当被人体吸入后，深入肺部，一般小于2.5μm的尘粒，易引发各种肺病及其他疾病。粉尘通过呼吸道、眼睛、皮肤等进入人体，其中以呼吸道为主要途径。被人体吸入呼吸道的粉尘，绝大部分被吸入后又被呼出。在没有阻力的情况下，吸入的尘粒会经气管、主支气管、细支气管后，进入气体交换区域的呼吸性细支气管、肺泡管和肺泡，并在进入的过程中产生毒副作用，影响气体交换功能。而实际上，可吸入粉尘被吸入呼吸道后，主要通过撞击、策略沉积；弥散（又称布朗运动）、静电沉积、截留而沉降在呼吸道，只有极少部分粉尘能进入肺泡区。撞击主要发生在大气道的弯曲和分岔处，如鼻咽腔解剖结构造成的涡流和弯曲。随着气道变小，总截面积增大，气流减缓，沙粒由于重力作用沉降，阻留在各级气道壁表面。直径大于1um的粒子大部分通过撞击和重力沉降而沉积，沉降率与粒子的密度和直径的平方成正比；直径小于0.5um的粒子主要通过空气分子的布朗运动沉积于小气道和肺泡壁；纤维状（如石棉）或不规则形（如云母尘）粉尘主要通过截留作用沉积；破碎作用下产生的新鲜粉尘粒子带较多的电荷，易在呼吸道表面产生静电沉积。所有这些沉降作用，又都与尘粒的大小、密度、通过气道的空气速度有关；氯道产生的湍流也在很大程度上影响沉降形式各效率。沉积在呼吸道的粉尘随后被机体通过多种方式清除。（2）对设备的危害焦尘散落在皮带转动部位，会加速转动部位的磨损速度，引起机械的早期损坏、漏油等;若落在电气元件上，会使元件接触不良，控制失灵。覆盖到电机外罩及风扇周围，致使电机的散热效果不好，导致电机绝缘降低，在使用过程中可能导致电机损坏。（3）粉尘的爆炸性爆炸性是某些粉尘特有的属性，例如高分散度的煤尘、面粉、糖、亚麻、硫黄、铅、锌等可氧化的粉尘，在适宜的温度和尝试下（如煤尘尝试30-50g/m3,面粉、铝、硫黄7g/m3,糖尿病10.3g/m3),一旦遇到明火、电火花和放电时，会发生爆炸，导致重大人员伤亡和财产损失安全生产事故。焦化废水特点：焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。焦化废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物，砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物。难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同。一般焦化厂的蒸氨废水水质如下：CODcr3000-3800mg/L、酚600-900mg/L、氰10mg/L、油50-70mg/L、氨氮300mg/L左右。二焦化废水的处理工艺2012.10.01到2014.12.31现有企业执行表1的规定2015.01.01起现有企业执行表2的规定2012.10.01起新建企业执行表2的规定焦化废水处理方法可有很多种，归纳起来可以分为物理化学法、化学法、生物法。1物理化学法物理化学法包括吸附法、烟道气处理法、试剂处理法等。2化学法化学法包括化学絮凝法、焚烧法、等离子体处理技术、臭氧氧化技术、电化学处理技术等。3生物处理工艺目前国内外焦化废水的处理技术中，应用最广泛的方法首推生物处理法。生物处理法又包括厌氧处理和好氧处理。其中比较有代表性的工艺有活性污泥法、A/O工艺、A2/O工艺，SBR工艺等。下面着重对比介绍这几种生物处理技术。2.1焦化废水处理方法1）微生物：微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物组成的生物群体。按照呼吸方式可分为好氧微生物（必须生活在有分子氧存在的环境中，它们对芳香杂环化合物分解能力最强，范围也最广）、兼氧微生物(微生物则既可在分子氧环境中生存，也可利用化合态氧进行氧化作用)、厌氧微生物（要求生活在严格的厌氧环境，不存在分子氧也无化合态氧存在）。2）活性污泥：活性污泥(activesludge)具有代谢功能的活性微生物群体;微生物内源呼吸和自身氧化的残留物;被污泥絮体吸附的难降解有机物;被污泥絮体吸附的无机物。2.2生物废水处理法的相关基本概念3）COD:是废水中还原性物质及无机低价化合物以及部分或全部有机物被氧化剂氧化时所消耗的氧量，是一个综合性和代表性的指标，也是水质被污染的重要标志之一。4）污泥浓度（MLSS）：指一升曝气池混合液中所含悬浮固体（包括有机物和无机物）的干重，单位是g/L，一般控制在2-4g/L。5）污泥挥发分：指活性污泥在高温下燃烧时变成气体挥发掉的重量（有机物）占污泥干重的比例（%），一般＜40。6）污泥沉降比（SV）：指一定量的曝气池混合液静止30min后，沉降污泥体积与原混合液体积之比（%）。7）指数（SVI）：指一定量的曝气池混合液静止30min后，沉降体积与污泥干重之比，单位是ml/g，一般控制在50-150。过高说明污泥颗粒松散，不易沉降污泥发生膨胀；过低说明污泥颗粒大，紧密细小，无机程度太高，影响污泥的活性和吸附性。8）负荷（Ls）：指单位时间内，单位质量活性污泥能够处理的有机物数量。9）污泥灰分：指活性污泥中的各种无机物质。活性污泥在高温下完全燃烧时剩余重量（无机物）占污泥干重的比值，一般10%-50%。10）溶解氧（DO）：指溶解于水中的分子状态的氧，单位是ppm或mg/L生物处理前的预处理方法通常是物理和化方法，如气浮法、吹脱法、混凝沉淀法、折点氯化法等，主要目的是使二级生化处理工艺的进水达到可生化处理的范围。在预处理工艺中，吹脱法主要是用于蒸氨，气浮法用于除油。生物法处理焦化废水的几种主要工艺有：（1）活性污泥法（2）A/O工艺（3）A2/O工艺（4）A2/O2工艺（5）氧化沟（6）SBR工艺2.3生物法处理焦化废水的几种主要工艺（1）活性污泥法基本原理活性污泥法就是以呈悬浮状的活性污泥为主体，利用活性污泥的吸附凝聚和氧化分解作用来净化废水中有机物的处理工艺。活性污泥法的设备是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排出系统所组成的。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。空气通过鼓风机等曝气设备通入曝气池，为好氧反应提供氧气，同时，鼓入的空气还使混合液得到搅拌，有机物、氧与微生物能充分接触，利于反应。反应后液体自流入沉淀池，在此完成悬浮物和水进行分离，上层清液留出即为处理后水;沉淀下来的污泥分为两路，大部分回流，称为回流污泥，作用是维持曝气池内的悬浮物浓度和微生物浓度，剩余污泥外排，进行脱水等后续处理，数据见表2。活性污泥法流程图活性污泥法的优点：（1）有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程，活性污泥也经历了对