中國是世界上焦炭生產(chǎn)大國，多年來我國焦炭產(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43143萬噸增加至46445.8萬噸，年均復(fù)合增長率為1.86%。2022年，我國焦炭產(chǎn)量將有望達到47310.3萬噸。
我國擁有完整的焦化工業(yè)體系，在規(guī)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(xiàn)正朝著自動化和智能化方向發(fā)展。轉(zhuǎn)型、技術(shù)升級的進步在不斷重塑焦化行業(yè)。同時，在政策利好和技術(shù)進步背景下，焦化行業(yè)前景光明。
“十四五”新時期，焦化行業(yè)走高質(zhì)量、綠色發(fā)展路徑
“十四五”時期，根據(jù)《焦化行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要》闡述，焦化行業(yè)面臨著新要求。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(nèi)部，實現(xiàn)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(tǒng)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(dǎo)致其出水不能達標排放或回用于企業(yè)內(nèi)部。因此，針對其中的難降解有機物，需對其進行深度處理。
目前，國內(nèi)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。隨著新的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB16171—2012)實施，煉焦化學(xué)污水直接排放標準將于2015年進一步提高至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，實現(xiàn)了從引進、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(shè)計研發(fā)、裝備制造、建設(shè)施工、生產(chǎn)運營、檢化驗”等為一體的較為完備的工業(yè)體系，工藝流程和現(xiàn)代化裝備水平不斷提升，為建設(shè)我國現(xiàn)代化焦化產(chǎn)業(yè)提供了堅實的技術(shù)裝備保障。
在焦化廢水進一步深度處理過程中，實現(xiàn)廢水資源的循環(huán)利用，符合國家倡導(dǎo)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(guī)模不同濃鹽水量從每小時幾十噸到幾百噸不等。
焦化廢水深度處理的方法很多，目前有廣泛應(yīng)用前途的工藝為分鹽工藝，通常采用分鹽納濾膜分為一價氯化鈉和二價硫酸鈉，分鹽后濃淡水側(cè)分別濃縮，濃縮后的高濃鹽水進一步資源化。整體工藝為預(yù)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-，采用分鹽納濾膜進行分鹽。分鹽后濃淡水側(cè)采用膜集成工藝分別濃縮。
納濾濃水側(cè)主要為濃縮后的硫酸鈉，COD主要在納濾濃水側(cè)，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)進行蒸發(fā)濃縮。
納濾產(chǎn)水側(cè)主要為氯化鈉，濃度約1%~1.5%，COD含量約50~100 mg/L，二價離子含量通常很低，不易發(fā)生有機物污染和無機物結(jié)垢，水質(zhì)相對好。通常通過反滲透進一步濃縮至氯化鈉濃度為8%~10%，或通過反滲透濃縮至氯化鈉濃度為4%~5%后通過電滲析濃縮至16%~20%。
結(jié)語：
在焦化廢水處理中，不同的處理工藝各有優(yōu)缺點，根據(jù)企業(yè)的實際情況選擇才合理。我國作為煤炭消費第二大行業(yè)，風(fēng)口上的焦化行業(yè)減碳行動刻不容緩，且減污降碳任務(wù)艱巨、挑戰(zhàn)嚴峻。未來，焦化行業(yè)作為煤消耗、碳排放大戶，勢必還會在各方政策支持下，走上更為清潔、綠色的生產(chǎn)之路。