中國是世界上焦炭生產(chǎn)大國，多年來(lái)我國焦炭產(chǎn)量一直占世界焦炭總產(chǎn)量的67%以上。2017年至2021年我國焦炭產(chǎn)量從43143萬(wàn)噸增加至46445.8萬(wàn)噸，年均復合增長(cháng)率為1.86%。2022年，我國焦炭產(chǎn)量將有望達到47310.3萬(wàn)噸。
我國擁有完整的焦化工業(yè)體系，在規模、產(chǎn)量、技術(shù)和管理等方面，均處于高水平，為我國鋼鐵、化工、有色冶煉和機械制造等領(lǐng)域的國民經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，焦化行業(yè)經(jīng)歷人工化、機械化、電氣化階段，現正朝著(zhù)自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。轉型、技術(shù)升級的進(jìn)步在不斷重塑焦化行業(yè)。同時(shí)，在政策利好和技術(shù)進(jìn)步背景下，焦化行業(yè)前景光明。
“十四五”新時(shí)期，焦化行業(yè)走高質(zhì)量、綠色發(fā)展路徑
“十四五”時(shí)期，根據《焦化行業(yè)“十四五”發(fā)展規劃綱要》闡述，焦化行業(yè)面臨著(zhù)新要求。到2025年焦化廢水產(chǎn)生量減少30%，氮氧化物和二氧化硫產(chǎn)生量分別減少20%;優(yōu)化固體廢棄物處理工藝，固體廢棄物資源化利源率提高10%以上。
環(huán)保要求趨嚴，要求企業(yè)對焦化廢水處理至達標后排放，走高質(zhì)量、綠色發(fā)展路徑。對于一些水資源缺乏的地方，要求將焦化廢水處理至回用標準，回用于企業(yè)內部，實(shí)現廢水的近零排放。而焦化廢水中含有大量的大分子難降解有機物，傳統的活性污泥法不能有效的去除該部分物質(zhì)，使得生化出水中仍含有較多的有機物。導致其出水不能達標排放或回用于企業(yè)內部。因此，針對其中的難降解有機物，需對其進(jìn)行深度處理。
目前，國內對焦化廢水主要采用活性污泥法和混凝沉淀法聯(lián)合處理，能達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)二級排放標準。隨著(zhù)新的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB16171—2012)實(shí)施，煉焦化學(xué)污水直接排放標準將于2015年進(jìn)一步提高至COD80mg/L、氨氮10mg/L，原有生化處理方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足新標準的綠色發(fā)展要求。
打造焦化廢水資源化利用新方向
焦化行業(yè)中的一批關(guān)鍵核心工藝裝備，實(shí)現了從引進(jìn)、模仿、跟蹤向自主創(chuàng )新和研發(fā)制造。我國焦化產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了集“設計研發(fā)、裝備制造、建設施工、生產(chǎn)運營(yíng)、檢化驗”等為一體的較為完備的工業(yè)體系，工藝流程和現代化裝備水平不斷提升，為建設我國現代化焦化產(chǎn)業(yè)提供了堅實(shí)的技術(shù)裝備保障。
在焦化廢水進(jìn)一步深度處理過(guò)程中，實(shí)現廢水資源的循環(huán)利用，符合國家倡導的以低消耗、低排放和高效率為基本特征的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式，與焦化廢水“十四五”時(shí)期新要求完全“契合”。
焦化廢水的水質(zhì)因工藝流程和生產(chǎn)操作方式不同而有差異，一般焦化廠(chǎng)經(jīng)脫酚、蒸氨、生化、回用后的濃鹽水的含鹽量高，通常大于15 000mg/L;COD含量高且基本均為難生化降解有機物，通常在300~1 000mg/L;氟離子含量很高，通常大于150mg/L，硬度不高。水量通常不太大，隨焦化規模不同濃鹽水量從每小時(shí)幾十噸到幾百?lài)嵅坏取?/p>
焦化廢水深度處理的方法很多，目前有廣泛應用前途的工藝為分鹽工藝，通常采用分鹽納濾膜分為一價(jià)氯化鈉和二價(jià)硫酸鈉，分鹽后濃淡水側分別濃縮，濃縮后的高濃鹽水進(jìn)一步資源化。整體工藝為預處理+膜集成濃縮+高濃鹽水資源化。
焦化廢水中膠體含量比較多，需采用超濾去除水中大部分膠體。水中主要鹽分為硫酸鈉和氯化鈉，少量NO-3、K+、F-，采用分鹽納濾膜進(jìn)行分鹽。分鹽后濃淡水側采用膜集成工藝分別濃縮。
納濾濃水側主要為濃縮后的硫酸鈉，COD主要在納濾濃水側，濃縮后硫酸鈉濃度約3.5%~5%，COD約200~800mg/L。通常采用濃水納濾進(jìn)一步濃縮硫酸鈉濃度至6%~12%，或采用蒸汽機械再壓縮技術(shù)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。
納濾產(chǎn)水側主要為氯化鈉，濃度約1%~1.5%，COD含量約50~100 mg/L，二價(jià)離子含量通常很低，不易發(fā)生有機物污染和無(wú)機物結垢，水質(zhì)相對好。通常通過(guò)反滲透進(jìn)一步濃縮至氯化鈉濃度為8%~10%，或通過(guò)反滲透濃縮至氯化鈉濃度為4%~5%后通過(guò)電滲析濃縮至16%~20%。
結語(yǔ)：
在焦化廢水處理中，不同的處理工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據企業(yè)的實(shí)際情況選擇才合理。我國作為煤炭消費第二大行業(yè)，風(fēng)口上的焦化行業(yè)減碳行動(dòng)刻不容緩，且減污降碳任務(wù)艱巨、挑戰嚴峻。未來(lái)，焦化行業(yè)作為煤消耗、碳排放大戶(hù)，勢必還會(huì )在各方政策支持下，走上更為清潔、綠色的生產(chǎn)之路。