宣鋼焦化廢水零排放與水平衡系統的建立
1 宣鋼焦化廠生產系統概況
宣鋼焦化廠生產焦炭150 萬t/a， 有兩個焦爐組， 4 座焦爐均為雙聯火道、焦爐煤氣下噴、帶廢氣循環的復熱式焦爐。
煤氣凈化車間采用的是AS 循環、硫銨、硫酸全負壓煤氣凈化工藝， 設計兩系煤氣凈化系統， 每系設計處理煤氣量50 000/h。
焦化廠有1 套AO 生物脫氮系統， 設計廢水處理能力110t/h， 有3 臺中壓鍋爐， 兩套反滲透膜生產除鹽水系統， 除鹽水生產能力分別為120t/h 和80t/h， 1 座7 000kW 制冷站， 內有3 臺蒸汽雙效溴化鋰吸收式冷水機組， 生產低溫冷卻水循環使用， 有頂抽風式循環水涼水塔兩組（共10 臺）， 處理循環水能力分別為4 900t/h 和1 800t/h。
為實現廢水零排放， 焦化廠2006 年投資約1 800 萬元新建1 套廢水收集再利用系統。
2 實現廢水零排放的措施
焦化廠是耗能大戶， 冷卻荒煤氣及化產品回收 過程中， 需要大量的冷卻水， 要實現廢水零排放， 必須抓住關鍵， 建立合理完善的綜合用水平衡系 統。
1） 最大限度實現水的循環利用和分級利用， 根據不同工藝介質的冷卻要求， 分別使用循環水和 制冷水冷卻， 減少直接使用地下工業水用戶。
2） 嚴格操作， 節約粗苯、蒸氨等工藝用蒸汽 量， 節約蒸汽及水耗量的同時， 盡力減少工藝廢水 產生量。
3） 生物脫氮稀釋水和消泡水不使用工業新水， 而是使用經回收處理后的生活污水和部分處理合格 的廢水， 最終實現處理后廢水和膜站的濃鹽水與熄 焦用水的平衡， 熄焦作為生產廢水的終端用戶。
4） 收集生活污水后進行簡單除油過濾， 用于 循環沖廁、綠化、清掃地面、抑制煤場揚塵以及其 他水質要求不高的用戶。
為此， 宣鋼焦化廠經過多年的建設和改造， 從 大量地下水一次用后直排， 到經過多次利用外排， 再到建設制冷站， 回收各種廢水， 實現廢水零排 放， 逐步建立了比較完善的水綜合利用系統。
3 水平衡系統的構建
焦化廠水系統， 按照水質和用途構建為以下幾 部分。
3.1 循環水系統
1） 新煉焦循環水系統。新煉焦循環水系統用 于3#、4# 焦爐煤氣初冷器一段、二段的冷卻， 循環 水流量為1 800t/h。
2） 凈化車間循環水系統。凈化車間循環水系 統主要用于1#、2# 焦爐初冷器一段、二段的煤氣冷 卻（冬季一段為采暖水循環）、凈化車間其他工序 介質的冷卻、制冷站介質的循環冷卻， 工藝用涼水 塔和制冷站涼水塔并用， 總流量為4 900t/h。
3.2 制冷水系統
焦化廠制冷水系統主要用于凈化車間煤氣初冷 器的三段冷卻和部分需要低溫運行工藝介質的冷 卻， 屬于閉路循環使用， 系統滴漏損耗約4t/h （該 水量主要泄漏進循環水系統， 所以不再計入新水消 耗量）。
3.3 除鹽水系統
焦化廠有兩套反滲透膜除鹽水系統， 除鹽水生 產能力分別為120t/h 和80t/h； 主要用戶有鍋爐、 夏季循環水用補充水、凈化車間硫酸廢熱鍋爐用 水、制冷站減溫減壓用水。
3.4 生產廢水處理系統
焦化廠生產過程產生的廢水按照主體工藝和輔 助工藝的不同， 廢水中主要成分的差別， 可以分為 A、B 兩類。
3.4.1 A 類廢水
1） 主要來源。煉焦過程中產生的物理和化合 水， 粗苯蒸餾過程中的分離水， AS 循環工藝后硫 銨酸氣冷卻后的冷凝水， 焦油等產品分離水。這些 水最終形成剩余氨水， 經蒸氨后成為蒸氨廢水， 目 前焦化廠滿負荷生產， 蒸氨廢水量為45～55t/h。
2） 主要成分和處理特點。這部分廢水成分復 雜， 其主要成分有酚、氰、COD、氨氮、油類等， 這些污染成分具有焦化行業的特點， 不能通過自然 降解排放， 必須經過生物化學處理才能達到國家標 準。我廠投資約1 900 萬元建成的AO 生物脫氮系 統專為處理此廢水， 目前運行穩定， 處理后的廢水 約75t/h 進入舊曝氣池， 與膜站產生的濃鹽水混合 后， 用泵打到焦爐熄焦。
3.4.2 B 類廢水
1） 主要來源。第一部分是生產除鹽水的膜處 理站產生的濃鹽水， 我廠有兩座膜處理系統， 除鹽 水產量冬季、夏季不同， 冬季約70～90t/h， 夏季約 100～130t/h， 相應濃鹽水的產量冬、夏季大致為 26t/h 和38t/h； 第二部分為以色列產循環水自動過 濾器的排污水， 因為使用不太成熟， 流量不固定， 目前沒有使用。
2） 主要成分和特點。此類水的主要特點是高 鹽分， 主要是無機鹽類， 有鈣、鎂、鐵等碳酸鹽。 以上兩類廢水作為熄焦用水的主要來源， 總量 約100～110t/h， 不足或多余部分用中水調節。 3.5 焦化廠的生活用水系統 焦化廠的生活用水戶主要有浴池、辦公室用 水， 其來源是城市自來水， 流量約25t/h， 直接排 入廠區下水道。
3.6 中水收集、循環利用系統
焦化廠新建成的中水循環系統是零排放工程的 主要內容之一， 主要設施包括： 分別在東西下水道 外排口新建的貯水收集池、刮泥調節池、氣浮除油 池、過濾器、中水池和輸送泵、管道。主要作用是 收集廠內生活用水， 經簡單處理后供沖廁、清掃地 面、綠化等使用。必要時可以作為熄焦用水、循環 水、生脫稀釋水的補充， 供水能力為60t/h， 部分 沖廁循環使用， 部分在終端用戶消耗。
3.7 其他小循環系統
主要有焦油車間瀝青冷卻自循環系統， 鍋爐沖 渣開放式自循環系統， 它們的耗水量很少， 在此不 再詳細介紹。
3.8 冬季采暖水循環系統
該系統利用荒煤氣的熱能， 在凈化車間初冷器 一段用水循環換熱， 供居民采暖， 為防止采暖設施 結垢， 用加了阻垢緩蝕藥劑的循環水作為補充水， 用以滿足系統日常消耗。
4 運行效果
通過以上系統的構建， 滿足了焦化廠各水用戶 的要求， 同時加強日常的綜合管理， 基本實現了全 廠用水的綜合平衡和廢水零排放， 降低了水耗， 節 能減排效果和經濟效益都十分明顯。
5 存在問題及改進
經過多年的建設和改造， 基本實現了焦化廠零 排放系統穩定運行， 但也存在一些問題。
1） 循環水質量控制問題。目前宣鋼焦化廠通 過冬夏季不同的方式， 雖然解決了循環水蒸發濃縮 過程中鹽分的平衡與控制問題， 較好的控制了循環 水鈣、氯離子的濃縮倍數， 但循環水濁度問題沒有 解決， 使用的以色列自動反洗過濾器因多種原因沒 有達到預期效果， 導致循環水濁度長期超標， 最高 達到130mg/L。在采用自動沖洗沙濾器、微孔過濾 器或改進原過濾網后， 此問題有望解決。
2） 系統容量和正常運行問題。目前東西集水 井因沉積物逐漸增加， 又沒有除渣設施， 需要定期 停用清理， 清理期間部分水被迫外排。舊曝氣池容 量較小， 煉焦檢修時水位偏高， 有時濃鹽水被迫外 排。冬季管網路線長， 保溫防凍工作量較大。建立 事故應急貯水池并將部分舊池改造利用后， 儲量不 足問題將得以解決。
3） 制冷機能力不足問題。由于3 臺制冷機蒸 汽供應減溫減壓裝置是按兩開一備設計， 在增加換 熱設備后開3 臺制冷機能力稍顯不足， 導致制冷機 能力降低。在引入公司低壓蒸汽， 增加制冷系統總 蒸汽供給能力后， 問題將得以解決。
4） 熄焦設備腐蝕問題。由于熄焦廢水中有少 量的酚、氰類介質， 使熄焦設備腐蝕比原來快， 我 們準備添加部分緩蝕藥劑加以解決。
6 結束語
實現廢水零排放從理論上和實際上都是可行 的， 關鍵是建立綜合用水平衡系統， 實現循環利用 和分級利用， 將熄焦作為終端用戶， 并解決循環水 系統排污和排鹽問題， 嚴格控制工藝操作， 提高換 熱設備效率， 降低工藝蒸汽消耗。
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