不同熄焦方式的焦化废水对水环境影响分析

第34卷第6期昆明理工大学学报(理工版)　http://www.kustjournal.com/

2009年12月　JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology)Vol.34　No16　Dec.2009

doi:10.3969/j.issn.1007-855x.2009.06.017

不同熄焦方式的焦化废水对水环境影响分析

何玉芹,易玉敏

(1.云南省环境监测中心站,云南昆明650032;2.云南省建设项目环境审核受理中心,云南昆明650032)

摘要:近几年焦化产业在云南省得到飞速的发展,同时也带来了较为突出的环境问题.生产中熄焦方式的不同对水环境影响不尽一致,本文以某焦化项目为例对湿熄焦和干熄焦两种熄焦方式的焦化废水对水环境的影响进行了对比分析,发现干熄焦时排放的焦化废水,将使水体中COD、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类和硫化物的占标率提高3.7、8、4.5、70.2、5.4和39倍,干熄焦排放的焦化废水对水环境影响较大.

关键词:焦化;湿熄焦;干熄焦;水环境影响中图分类号:X824

文献标识码:A

文章编号:-(2009Comofing

Environment

HEYu2qing,YIYu2min

(1.EnvironmentalMonitoringCenter,Kunming650032,China;2.EnvironmentalInvestigationand

ExaminationCenterforConstrutionProjectsofYunnanProvince,Kunming650032,China)

Abstract:ThecokingindustryhasdeveloppedremarkablyinYunanprovinceinrecentyears,however,italsobroughtrelativelyseriousevironmentproblem.Inproduction,theinfluencesofdifferentcokequenchingmethodsonenvironmentaredifferent.Asforitsinfluenceonwater,wetquenchingcoulddecreasethedischargeofwaterpollutantgreatly.Inthemeanwhile,ithaslessinfluenceonwaterenvironment.TakeacokingenterprisesinYun2nanprovinceforexample,thepullutantdischargedbydryquenchingwouldchangethefunctionoftherecipitentwaterfromthecaseⅢwatertotheⅣ,andtheCOD、volativephenol、cyanide、ammonianitrogen、petroleum、sulfidewillincrease3.7、8、4.5、70.2、5.4、39timesrespectively.Therefore,dryquenchingisnotavailableinthisproject.Keywords:coking;wetquenching;dryquenching;waterenvironmentimpact

0引言

焦炭是高炉炼铁和铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属鼓风炉冶炼中的重要原料,起还原剂、发热剂和料柱骨架的作用.同时焦炭还是铸造和化工等生产过程中的重要原料.云南省因其特有的资源禀赋,具有开展焦化产业的先天优势,自2004年至2008年,云南省的焦化项目每年新增生产能力达1千余万吨.

熄焦是焦炭生产中的一个重要过程,不同的熄焦方式直接影响着焦炭生产中的污染物的排放量.目前,使用较广的熄焦工艺有湿法熄焦和干法熄焦.湿法熄焦是传统工艺,具有工艺结构简单,投资小,废水排放量小的特点捧

[3,4]

[1,2]

.干法熄焦可减少大气污染物排放量、回收红焦显热并提高焦炭质量而得到大力的追

[5]

,干熄焦可减少大气污染物的排放量,回收约80%的红焦显热

[6]

[7]

,在提高M40和M10含量的同时改

善焦炭的反应性和强度

.正因为干法熄焦的种种优势,国家发展和改革委员会在2005本的《产业结构

.但在实际生产中,大部分焦化企业都采用湿熄焦.除干法

调整指导目录》中将干熄焦列为鼓励类项目

收稿日期:2009-05-25.

第一作者简介:何玉芹(1955-),女,大学本科,高级工程师.主要研究方向:环境监测.E-mail:[email protected]

第6期　　　　　　　　　何玉芹,易玉敏:不同熄焦方式的焦化废水对水环境影响分析83

熄焦投资额大之外,其带来的水环境问题也是导致该项技术得不到广泛运用的一个制约因素.因此在水环境容量较小的地区,干法熄焦工艺并不利于对水体的保护.

本文以云南省某98万t/a焦化项目为例,预测了不同的熄焦方式、气候条件和受纳水体流量下,外排水污染物的量及对受纳水体的水环境影响.

1不同情景下废水外排特征和环境现状分析

1.1废水外排量特征分析

　　焦化行业的废水主要有焦炉水封水、排气洗气塔废水、蒸氨废水、煤气管道冷凝液、生活污水.采用湿法熄焦时产生的废水汇集至生化处理站经处理后全部做为熄焦系统的补充水,不外排.采用干法熄焦时产生的废水汇集至生化处理站经处理达标后外排.鉴于焦化行业属污染较为严重的行业,初期雨水也需处理.结合以上因素,将废水的外排量和水质情况预测情景分为四种,即晴天干熄焦、雨天干熄焦、晴天湿熄焦和雨天湿熄焦.这四种情况下,该厂总排口的废水排放量和水质情况见表1.

表1　不同情景下废水的外排量和水质情况

Tab.1　Theamountandqualityofwaterdit条件晴天干熄焦雨天湿熄焦

排水量

/(m・h

-1

/L-1)

.5050

0.04--

0.040.04--

氨氮

4.143.81--

石油类

1.571.44--

硫化物

0.170.16--

8..578.0

1.2环境现状分析

(GB3838-2002)中Ⅲ本项目受纳水体无饮用水功能,执行《地表水环境质量标准》类标准.地表水环

境质量现状监测结果如表2,监测结果表明,受纳水体中的现状值能达到Ⅲ类水体的要求,且其中主要污

染物的占标率均在25%以下.

表2　受纳水体地表水环境质量现状监测结果

Tab.2　Thewatermonitoringresultsoftherecipientwater

项目

监测值/(mg・L-1)Ⅲ类水体标准限/(mg・L-1)

占标率/%

COD52025

挥发酚

0.0010.00520

氰化物

0.0020.21

氨氮

0.0111

石油类

0.0050.0510

硫化物

0.010.25

根据水利部门提供的数据,项目受纳水体枯水期的流量为0.2m/s,流速为0.3m/s;平水期的流量为0.7m/s,流速为0.35m/s.预测断面距项目排放口1000m.

2地表水环境影响预测及分析

2.1预测模式选择及预测参数的确定

　　在所预测的污染物中,COD、氨氮、氰化物和石油类为非持久性污染物,地表水环境质量预测中采用斯

[8]

特里特-菲利普(Streetr-Phelps,简称S-P模式)对充分混合段水质进行预测,预测模式如式1所示.COD、氨氮、氰化物和石油类的衰减系数分别取0.05d、0.06d、0.06d和0.01d.

C=C0exp(-K1

-1

86400u

)(1)

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硫化物作为持久性污染物,采用完全混合模式对充分混合段水质进行预测,预测公式如式2所示.

(2)C=(Cp・Qp+ch・Qh)/(Qp+Qh)式中:C———污染物浓度,mg/L;C0———计算初始点污染物浓度,mg/L;K1———衰减系数,d;x———距排放口的距离,m;u———流速,m/s;Cp———污染物排放浓度,mg/L;Qp———废水排放量,m/s;Ch———污染物本底值,mg/L;Qh———径流量,m/s.

2.2污染物外排量的核算

根据不同情景下项目废水的外排量和水质情况,可计算出不同情景下污染物的排放总量,结果如表3所示.从表中可以看出,干熄焦时COD的外排量约为湿熄焦时的2.3倍,且挥发酚、氰化物、氨氮、石油类和硫化物在湿熄焦时无外排.

表3　不同情景下污染物的外排量

Tab.3　Thepollutantemissionunderdifferentsituation

COD/(kg・h

-1

挥发酚

)

/(kg・h

-1

氰化物

)

/(kg・h

-1

氨氮

)

/(・h

-1

)

/(-1

硫化物

/(kg・h

-1

)

晴天干熄焦雨天干熄焦

晴天湿熄焦雨天湿熄焦

7.8428.4723.2753.900

0.0060.006-0.0060.-

599-

.--

0.0250.025--

2.3笔者结合不同情景下外排废水情况,预测枯水期及丰水期,焦化废水对水环境的影响程度.综合考虑

受纳水体的水量,将受纳水体水质预测分为以下8种情况:1为干熄焦晴天枯水期;2为干熄焦晴天丰水期;3为干熄焦雨天枯水期;4为干熄焦雨天丰水期;5为湿熄焦晴天枯水期;6为湿熄焦晴天丰水期;7为湿熄焦雨天枯水期;8为湿熄焦雨天丰水期.预测因子包括COD、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类和硫化物.

(GB3838预测结果如图1-图6,图中虚线代表预测断面水质指标的现状值,实线代表《地表水质量标准》

-2002)中Ⅲ类水体的标准值.

从图2和图6可以看出,在干熄焦晴天枯水期和干熄焦雨天枯水期时,预测断面中挥发酚和硫化物的含量均超过Ⅲ类水体的限制,其中挥发酚和硫化物的含量分别超出Ⅲ类水体标准值1.6倍和1.95倍,超出现状值4倍和3.9倍.而在湿熄焦的情况下,因排放的污染物为清洁循环水,水中氨氮和硫化物含量均能维持现状值,预测断面不会出现超标现象.COD、氰化物、氨氮和石油类在各种情况下均不会出现超

第6期　　　　　　　　　何玉芹,易玉敏:不同熄焦方式的焦化废水对水环境影响分析85

标,但在干熄焦下污染物浓度均大于湿熄焦下的污染物浓度,在各种情景下,干熄焦下COD、氰化物、氨氮和石油类的平均含量分别为湿熄焦时的1.7、6.5、11.7和35.75倍.湿熄焦时,受纳水体水质已不能满足地表水功能区划的要求.因此,在对比干熄焦和湿熄焦所带来的水环境影响的基础上,为减小外排废水对项目区地表水体的影响,该项目应采用湿熄焦

同时以上预测结果均基于生化处理站出水水质能达到一级标准的基础上进行,而在实际生产过程中,焦化废水的处理难度较大,在不加入稀释水的前提下,生化处理站废水达到一级排放标准有较大难度

[2]

,焦化废水的外排对环境的影响将更大.

3结论

根据熄焦方式、废水外排量、受纳水体水量的不同,对不同情况下污染物的排放量及对受纳水体的影响进行了预测.预测结果表明,干熄焦将排放大量含COD、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类和硫化物的废水,此类废水的外排将使受纳水体中污染物的浓度大幅增加,特别是其中挥发酚和氨氮的含量超出Ⅲ类水体标准的限值,受纳水体的水质将从Ⅲ类水体变为Ⅳ类水体.为使受纳水体的水质满足水功能区的要求,本项目应采用湿熄焦进行熄焦.

(下转第91页)

第6期　　　　　　　　　罗上华,杨永宏,宁　平:规划环评工作机制探讨———以城市总规环评为例

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(上接第85页)

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