焦化企業(yè)循環(huán)水的處理工藝研究

李 剛

(山西焦化集團(股份)有限公司焦油粗苯加工廠，山西 臨汾 041606)

引 言

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人類經(jīng)濟社會的進步對焦化產(chǎn)品的需求日益增多，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的部分。焦化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中需要消耗大量的水資源，因此每個焦化廠均配備有水循環(huán)系統(tǒng)，作為焦化生產(chǎn)企業(yè)的核心系統(tǒng)。水循環(huán)系統(tǒng)工作時的穩(wěn)定性和可靠性直接決定了焦化生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟性，由于技術(shù)條件的限制，大部分焦化企業(yè)的水循環(huán)系統(tǒng)在進行凈化的過程中均采用了自然沉淀+藥物消毒的方式[1]，雖然成本較低，但實際循環(huán)周期長，凈化效果差，水循環(huán)量僅50%。隨著國家為保護水資源而實施的階梯水價政策，現(xiàn)有水循環(huán)系統(tǒng)水量浪費大的缺陷越加明顯，給焦化企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟性帶來了嚴重的影響。本文提出了一種新的焦化企業(yè)循環(huán)水處理工藝，其采用了多重物理過濾的綜合凈化處理工藝，能夠?qū)⑺h(huán)量提升到70%以上，根據(jù)實際應用表明其具有工藝流程簡單、循環(huán)水處理效率高、經(jīng)濟性好的優(yōu)點，極大的提升了焦化企業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，具有較大的應用推廣價值。

1 循環(huán)水系統(tǒng)工藝方案

山西焦化集團有限公司是一家集煤焦化生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)于一體的煤炭綜合利用企業(yè)，現(xiàn)有JN60型焦爐6座，設(shè)計產(chǎn)能300萬t/a，配套有30萬t/a煤焦油加工、35萬t/a甲醇、10萬t/a苯精制、8萬t/a炭黑等，主要生產(chǎn)裝置38臺套，生產(chǎn)焦炭、硫酸銨、工業(yè)萘、瀝青、蒽油、洗油、酚類、炭黑、甲醇、苯類等45種產(chǎn)品。設(shè)置有焦化生產(chǎn)所配備的循環(huán)水處理系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等，用于對廠內(nèi)生產(chǎn)、生活用水進行處理。由于傳統(tǒng)的水循環(huán)系統(tǒng)存在著循環(huán)周期長、凈化效果差、水循環(huán)量低的缺陷，因此為了提升水循環(huán)系統(tǒng)的應用經(jīng)濟性，滿足不斷擴大的產(chǎn)能需求，提出了一種新的循環(huán)水處理工藝。

根據(jù)焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水的水質(zhì)特性和生產(chǎn)工藝流程，在循環(huán)水處理過程中不僅要對廢水內(nèi)的污染物、懸浮物和水質(zhì)硬度進行處理而且還需和現(xiàn)有的焦化生產(chǎn)工藝流程高度匹配，新提出的循環(huán)水處理系統(tǒng)工藝流程[2]。

由第155頁圖1可知，在該新的循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程中，焦化生產(chǎn)過程中的生化產(chǎn)水以及廠區(qū)內(nèi)的回流廢水首先進入到生化產(chǎn)水調(diào)節(jié)池內(nèi)進行混合處理，混合均勻后由系統(tǒng)的循環(huán)水泵將其抽入到軟化混凝沉淀過濾池內(nèi)，在池中加入生石灰、促凝劑、殺菌藥物等進行沉淀過濾處理，初步除去系統(tǒng)內(nèi)的顆粒懸浮物和膠體。然后將初步過濾的循環(huán)水抽入到DJM[3]樹脂吸附處理系統(tǒng)內(nèi)，對循環(huán)水的硬度等進行處理，處理完成后循環(huán)水從處理裝置的下側(cè)流入到中間靜置水池內(nèi)。廠區(qū)內(nèi)的另一部分排污水則同樣進入到清潔廢水調(diào)節(jié)池，在水池內(nèi)進行初步沉淀和均質(zhì)處理，然后通過循環(huán)水泵提升到軟化混凝沉淀過濾池內(nèi)，在池中加入生石灰、促凝劑、殺菌藥物等進行沉淀過濾處理，初步除去系統(tǒng)內(nèi)的顆粒懸浮物和膠體，然后將其抽入到中間水池內(nèi)進行靜置處理。根據(jù)循環(huán)水用途和要求的不同，在中間水池內(nèi)的水主要分為三個部分，一部分用于送至污水深處理裝置內(nèi)對其進行反滲透處理和濃水過濾處理，提升其潔凈度，另一部分水則通過加壓進入到設(shè)置有超濾膜的過濾器內(nèi)，進行精密過濾處理，除去循環(huán)水中的大分子顆粒，然后再經(jīng)過納濾處理和反滲透處理最終形成達到飲用等級的潔凈水。還有一部分的水則可用于廠區(qū)內(nèi)的反洗用水，最終通過該循環(huán)系統(tǒng)的處理，實現(xiàn)焦化生產(chǎn)過程中廢水的循環(huán)利用，根據(jù)實際應用表明，該新的循環(huán)水系統(tǒng)的水循環(huán)率可達70%，能夠顯著提升對廢水的再利用效果。

圖1 循環(huán)水系處理工藝流程圖

2 循環(huán)水處理效果及特點

根據(jù)該循環(huán)水系統(tǒng)的實際應用表明，其對焦化廢水處理后，水中的懸浮物量不超過2 mg/ml，水質(zhì)的污染物指數(shù)小于0.8，系統(tǒng)的脫鹽率可達98.6%以上，處理后的水質(zhì)完全能夠滿足再次焦化及廠區(qū)內(nèi)基本生活用水需求，同時該循環(huán)水處理系統(tǒng)的循環(huán)水處理速度比優(yōu)化前可提升34%以上，有效的縮短了循環(huán)水的處理時間。

該循環(huán)水處理工藝的突出特點在于綜合采用了多種水質(zhì)過濾方案[4]，能夠根據(jù)不同的用途，對循環(huán)水進行專項處理，不僅提升了水處理速度，而且也有效的降低了循環(huán)水的處理成本。該循環(huán)水處理系統(tǒng)的另一個突出的優(yōu)勢在于采用了生石灰軟化的工藝方法，由于焦化廢水內(nèi)存在大量的碳酸鹽類化合物，因此采用生石灰可以對其進行有效的軟化處理，降

低循環(huán)水的硬度，有效的避免了采用傳統(tǒng)的碳酸鈉軟化處理時費用高、用量難控制的缺陷，提升了水質(zhì)軟化處理的效率和經(jīng)濟性。

在對循環(huán)水進行精過濾處理時，采用了混凝沉淀+超濾+反滲透處理的工藝方案[5]，能夠一步步的對循環(huán)水進行凈化處理，在處理過程中盡量采用了物理沉降方案，有效的降低了凈化處理的成本，同時在凈化過程中通過進行增壓處理的方式，加快了物理沉降效果，提升了凈化處理效率。

3 結(jié)論

針對現(xiàn)有的焦化企業(yè)循環(huán)水處理工藝流程繁瑣、經(jīng)濟性差、循環(huán)水處理周期長、極大影響焦化處理效率和經(jīng)濟性的現(xiàn)狀，提出了一種新的焦化企業(yè)循環(huán)水處理工藝，其采用了多重物理過濾的綜合凈化處理工藝，對該循環(huán)水處理工藝流程、特點和應用效果進行了分析，結(jié)果表明：

1) 該循環(huán)水處理工藝的突出特點在于綜合采用了多種水質(zhì)過濾方案，能夠根據(jù)不同的用途，對循環(huán)水進行專項處理，水處理速度比優(yōu)化前可提升34%以上，而且也有效的降低了循環(huán)水的處理成本。

2) 該循環(huán)水系統(tǒng)采用了生石灰對水質(zhì)進行軟化處理，能夠有效的避免傳統(tǒng)的碳酸鈉軟化處理時費用高、用量難控制的缺陷，提升了水質(zhì)軟化處理的效率和經(jīng)濟性。

3) 采用了混凝沉淀+超濾+反滲透處理的工藝方案，在處理過程中盡量采用了物理沉降方案，有效的降低了凈化處理的成本，同時在凈化過程中通過進行增壓處理的方式，加快了物理沉降效果，提升了凈化處理效率，循環(huán)水系統(tǒng)的水循環(huán)率可達70%。