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蘭炭廢水處理工藝技術(shù)評(píng)述
本文分析了蘭炭廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，介紹了蘭炭廢水處理的典型工藝流程，并對(duì)各種工藝技術(shù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析論述。同時(shí)根據(jù)工程案例和實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了推薦意見，對(duì)蘭炭廢水處理的工程應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。
蘭炭廢水又稱半焦廢水，是指低變質(zhì)煤（不粘煤、弱粘煤、長焰煤）在中低溫干餾（約600~800℃）過程以及煤氣凈化、蘭炭蒸汽熄焦過程中形成的一種工業(yè)廢水。這種廢水成分復(fù)雜，含有大量難降解、高毒性的污染物，如苯系物、酚類、多環(huán)芳烴、氮氧雜環(huán)化合物等有機(jī)污染物以及重金屬等無機(jī)污染物，是一種典型的高污染、高毒性工業(yè)廢水。
2008年國家工業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)部將蘭炭（半焦）列入產(chǎn)業(yè)目錄后，由于市場(chǎng)需求巨大，蘭炭產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，但環(huán)境工作者對(duì)蘭炭廢水的相關(guān)研究卻沒有跟上步伐，已投產(chǎn)的大多數(shù)蘭炭生產(chǎn)企業(yè)，其廢水處理一般仍采用普通生化處理法或焚燒法。
現(xiàn)有蘭炭（半焦）企業(yè)采用的炭化爐主要爐型是內(nèi)熱式直立爐，由于立式爐生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的焦油與水很難分離，廢水COD高達(dá)30000~40000mg/L，且含有大量抑制微生物生長的有毒物質(zhì)，所以生化處理很難達(dá)標(biāo)。而焚燒法由于能耗高，僅適用于水量很少的小型企業(yè)，且焚燒時(shí)廢水中的有害物質(zhì)以蒸氣形式排放到大氣中，會(huì)造成二次污染。目前，國內(nèi)外還沒有成熟的處理工藝和成功的工程實(shí)例。
1蘭炭廢水水質(zhì)
蘭炭廢水中含有大量油類、有機(jī)污染物和氨氮等，根據(jù)筆者對(duì)陜西、內(nèi)蒙和新疆三地多個(gè)蘭炭企業(yè)廢水的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，得到蘭炭廢水典型水質(zhì)如表1所示。
表1蘭炭廢水典型水質(zhì)
蘭炭廢水成分復(fù)雜，污染物種類繁多。無機(jī)污染物主要有硫化物、氰化物、氨氮和硫氰化物等；有機(jī)污染物檢測(cè)到的有30多種，主要為煤焦油類物質(zhì)，還有多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物等構(gòu)成極大危害，必須經(jīng)過處理才能排放或回用。但蘭炭廢水中COD高達(dá)30000mg/L、NH3-N高達(dá)5000mg/L、酚類高達(dá)5000mg/L以上，可生化性極差，處理困難，近年來蘭炭廢水的處理問題已經(jīng)成為限制蘭炭產(chǎn)業(yè)生存與發(fā)展的瓶頸問題。
2蘭炭廢水水質(zhì)特點(diǎn)分析
焦炭生產(chǎn)為高溫（1000℃）干餾，高溫條件下，中低分子有機(jī)物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行選擇性結(jié)合后形成大分子有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)留存于焦油或焦炭中；而蘭炭生產(chǎn)為中低溫干餾，其廢水中除含有一定量的高分子有機(jī)污染物外，還含有大量未被高溫氧化的中低分子污染物，其濃度要比焦化廢水高出10倍左右，主要具有以下特點(diǎn)：
（1）蘭炭廢水含有大量油類，由實(shí)驗(yàn)得知，除以稠環(huán)芳烴類為主的重油和直鏈烴類為主的輕油外，還含有大量乳化油。
（2）廢水中含有高濃度的酚類以及一定濃度的氰類污染物。這兩種污染物具有生物毒性，能使蛋白質(zhì)凝固，會(huì)對(duì)水處理微生物產(chǎn)生毒害作用。
（3）可生化性差。蘭炭廢水中的有機(jī)物除酚類物質(zhì)外，主要為煤焦油類物質(zhì)，還有多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，具有高毒性、難降解的特點(diǎn)。脫酚后，B/C約為0.1~0.16。在筆者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，該值z(mì)ui小僅為0.03，可生化性極差。
（4）廢水中氨氮濃度較高。
（5）廢水色度較高。由于蘭炭廢水含有各種生色基團(tuán)和助色基團(tuán)物質(zhì)，廢水色度高達(dá)上萬倍。
3蘭炭廢水處理工藝
蘭炭廢水污染物濃度比焦化廢水高10倍左右，成分也更復(fù)雜，比焦化廢水更加難處理，其處理方法與焦化廢水應(yīng)該有所不同。但由于蘭炭行業(yè)興起較晚，目前國內(nèi)外還沒有成熟的蘭炭廢水處理工藝，現(xiàn)有處理方法仍然主要借鑒水質(zhì)相似的焦化廢水處理工藝，即先進(jìn)行物化處理，再進(jìn)行生化處理，然后進(jìn)行深度處理和中水回用處理。圖1為蘭炭廢水處理典型工藝流程。
圖1蘭炭廢水處理典型工藝流程