1.Las aguas residuales de coquización son aguas residuales orgánicas típicamente tóxicas y difíciles de degradar.Fuentes de las aguas residuales de coquización Las aguas residuales de coquización proceden principalmente de múltiples eslabones del proceso de producción de coque de carbón, entre los cuales el amoniaco residual representa la mayor proporción, seguido de las aguas residuales generadas por procesos como la purificación del gas de carbón y el refinado de productos químicos.en Amoniaco residual (50%-70%)
Procede principalmente de la destilación seca a alta temperatura del carbón (coquización) y del proceso de enfriamiento del gas de carbón bruto, y constituye la mayor parte de las aguas residuales de la coquización. Se caracteriza por una elevada concentración de nitrógeno amoniacal y contiene materia orgánica como fenoles y cianuro.
2,Características de las aguas residuales de coquización: alta concentración, difícil de degradar, grandes emisiones.DQO elevada, nitrógeno amoniacal elevado, toxicidad elevadaLa presencia de nitrógeno en las aguas residuales de la coquería provoca un exceso de fuentes de nitrógeno necesarias para la depuración biológica, lo que dificulta el cumplimiento de las normas de tratamiento. El vertido de aguas residuales es grande, con un consumo de agua por tonelada de coque superior a 2,5 toneladas. Las aguas residuales son muy nocivas. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos de las aguas residuales de la coquería no sólo son difíciles de degradar, sino que también suelen ser fuertes carcinógenos, que no sólo causan una grave contaminación al medio ambiente, sino que también amenazan directamente la salud humana.
3. ¿Cómo tratar las aguas residuales de la coquería?
1) Separación del aceite y flotación por aire
Aprovechando la diferencia de densidad entre el aceite (alquitrán, aceite ligero) y el agua en las aguas residuales de coquería, el aceite flotante (que representa 60-70%) se elimina mediante un separador de aceite por gravedad y, a continuación, el aceite emulsionado (tamaño de partícula > 10μm) se elimina mediante flotación por aire disuelto (DAF), reduciendo el contenido de aceite de 500mg/L a menos de 50mg/L.
2)Destilación y descianización del amoníaco
Proceso de destilación de amoníaco: las aguas residuales se calientan a más de 100°C mediante vapor, lo que permite que el amoníaco libre (NH₃) y el cianuro de hidrógeno volátil (HCN) escapen con el vapor. La tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal puede alcanzar más de 90%, reduciendo la concentración de nitrógeno amoniacal de 3000mg/L a menos de 300mg/L, reduciendo la posterior carga de nitrificación.
3) Cloración y descianuración de punto de ruptura: Para el cianuro restante (50-100 mg/L), añadir hipoclorito de sodio para la oxidación y descomposición, control Cl-:CN-=8:1, y después de 30 minutos de reacción, la concentración de cianuro puede reducirse por debajo de 0,5 mg/L, aliviando la inhibición sobre los microorganismos.
4)Hidrólisis anaeróbica acidificación
En un medio anaeróbico (DO < 0,5 mg/L), las bacterias hidrolíticas se encargan de descomponer la materia orgánica de cadena larga (como los hidrocarburos aromáticos policíclicos) en ácidos grasos de cadena corta, mejorando así la biodegradabilidad de las aguas residuales (la relación B/C aumentó de 0,2 a 0,4).
5)Desnitrificación anóxica y nitrificación aerobia fase anóxica
Se añade metanol como fuente de carbono (C/N=4-6), y las bacterias desnitrificantes reducen el nitrógeno nítrico (NO₃--N) a nitrógeno gas, eliminando el nitrógeno amoniacal residual de las aguas residuales de coquería (unos 200-300 mg/L tras la destilación del amoníaco). Etapa aeróbica: Las bacterias nitrificantes de los fangos altamente activados (MLSS=4000-6000 mg/L) oxidan el nitrógeno amoniacal a nitrato, mientras que las bacterias aerobias degradan los fenoles (tasa de eliminación>95%). El oxígeno disuelto (OD=2-4 mg/L) debe controlarse estrictamente. Un nivel demasiado bajo provocará una nitrificación incompleta y un nivel demasiado alto aumentará el consumo de energía.
6) Tratamiento de refuerzo de la membrana MBR
Algunos proyectos utilizan biorreactores de membrana MBR, que utilizan membranas de ultrafiltración (tamaño de poro 0,02μm) para interceptar la materia orgánica difícil de degradar y los lodos activados, prolongando la edad de los lodos a más de 30 días, asegurando la presencia estable de bacterias nitrificantes, y la tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal puede alcanzar más de 98%.
7)Oxígeno catalítico de ozono
El ozono (O₃) se utiliza para generar radicales hidroxilo (・OH) en la superficie del catalizador (carbón activado), que descomponen oxidativamente la materia orgánica difícil de degradar, como la quinoleína y el antraceno.
8)Adsorción de carbón activado
El carbón activado de cáscara de coco (superficie específica> 1200m²/g) adsorbe la cromaticidad residual y la materia orgánica molecular pequeña del agua. El tiempo de contacto con el lecho vacío (EBCT) de la columna de adsorción se fija en 20 minutos, lo que puede hacer que la cromaticidad del efluente sea <50 veces y la DQO <50mg/L, cumpliendo los requisitos para su reutilización como agua de refrigeración circulante.
9) Filtro de lecho profundo de desnitrificación
Para resolver el problema del exceso de nitrógeno total (todavía 20-30 mg/L después del tratamiento bioquímico), se añade acetato de sodio como fuente de carbono y se utilizan bacterias desnitrificantes en el filtro para eliminar aún más el nitrógeno nítrico, de modo que el nitrógeno total sea ≤15 mg/L, cumpliendo la norma de emisión de clase A.
10)Tratamiento del exceso de lodos
Los lodos que contienen fenol y cianuro producidos por el sistema bioquímico se concentran y deshidratan (contenido de agua <80%) y, a continuación, se envían a la incineradora de la propia coquería para su incineración (temperatura ≥1000℃) con el fin de descomponer completamente las sustancias tóxicas. Los residuos de la incineración se eliminan de acuerdo con la normativa sobre residuos peligrosos (HW08).
11) Recogida de gases residuales
Los gases residuales de amoníaco y sulfuro de hidrógeno generados en la etapa de pretratamiento son absorbidos por la torre de lavado alcalina (solución de NaOH) y luego adsorbidos por carbón activado para garantizar que NH₃≤1mg/m³ y H₂S≤0,03mg/m³ en los gases de escape, lo que cumple las normas de emisión de contaminantes.
4. Tratamiento de las aguas residuales de la coquería Proceso
El proceso de tratamiento de las aguas residuales de coquería suele consistir en un pretratamiento, un tratamiento biológico, un tratamiento de coagulación y un tratamiento de lodos. Si se requiere una depuración profunda, también puede incluir el tratamiento con carbón activado. Otros métodos de depuración profunda de aguas residuales son la desnitrificación de aguas residuales y el tratamiento de oxidación húmeda catalítica de aguas residuales.
1) Preprocesamiento
Las aguas residuales pasan por el tanque de regulación, el tanque de preaireación, el tanque de eliminación de aceite de flotación y el tanque de dilución para conseguir una calidad del agua uniforme y estable, y el contenido de cianuro y aceite se reduce para cumplir los requisitos de entrada de agua del dispositivo bioquímico.
2) Tratamiento bioquímico
Las sustancias nocivas de las aguas residuales se degradan mediante la transformación bioquímica de los microorganismos. Las aguas residuales se airean y se airean en el tanque de aireación durante unas 24 horas. En general, hay dos tipos de aireación: aireación superficial mecánica y aireación forzada. Tras la aireación, las aguas residuales se clarifican en el tanque de sedimentación de lodos y, a continuación, pasan al dispositivo de coagulación.
3) Tratamiento de coagulación
Las aguas residuales se depuran mediante eliminación compleja de cianuro y coagulación y sedimentación. La eliminación compleja de cianuro consiste en ajustar el valor del pH y añadir sales de hierro, de modo que el cianuro presente en las aguas residuales se precipita en ferrocianuro y ferrocianuro férrico, y a continuación se elimina; la coagulación y sedimentación consiste en añadir coagulantes en condiciones alcalinas, y seguir eliminando contaminantes y reduciendo los valores de DQO en el proceso de adsorción por coagulación y floculación.
4) Tratamiento con carbón activado
El proceso de depuración en profundidad del carbón activado, que tiene las características de porosidad y enorme superficie, elimina además los contaminantes mediante adsorción física y química. Consiste en la filtración de las aguas residuales, la adsorción del carbón activado y la regeneración del carbón residual.
5) Tratamiento de lodos
Los lodos residuales descargados del tratamiento bioquímico y los lodos de sedimentación del tratamiento de coagulación se concentran para reducir el contenido de agua de los lodos de 99-99,5% a unos 98,5%. Después de ser deshidratado por la máquina deshidratadora de lodos, se convierte en una torta de lodo con un contenido de agua de aproximadamente 80%. La torta de lodo contiene una gran cantidad de contaminantes, entre los cuales el benzo(a)pireno es de unos 87 mg/kg. Para evitar la contaminación secundaria de los lodos, la torta de lodo se envía al dispositivo de preparación y adición de carbón y se mezcla con carbón para su coquización. El filtro prensa de banda, el filtro de vacío y el filtro prensa de placas y marcos se utilizan habitualmente en los equipos de deshidratación de lodos.
5.Precauciones relativas a las aguas residuales de la coquería
1）, Controlar la calidad y cantidad de agua entranteDe acuerdo con los datos estadísticos originales sobre la calidad y cantidad de agua de las principales fuentes de aguas residuales de coquería y las disposiciones del plan de diseño, la calidad y cantidad de aguas residuales que entran en el sistema de tratamiento de aguas residuales deben cumplir los requisitos de diseño.
2）, Pretratamiento de aguas residualesPara reducir la carga del tratamiento bioquímico posterior, aliviar la carga de impacto de las sustancias tóxicas y estabilizar el efecto del tratamiento bioquímico posterior y facilitar el funcionamiento y la gestión, es necesario pretratar las aguas residuales antes de que entren en el sistema.
2.1）Controlar el contenido de DQO del afluente
Si la DQO influente fluctúa demasiado, tendrá un gran impacto en el funcionamiento del sistema. Por lo tanto, de acuerdo con los requisitos de diseño, la DQO influente debe controlarse estrictamente dentro de los requisitos de diseño.
2.2) Control de la temperatura del agua de entrada. Las aguas residuales de refrigeración final, las aguas residuales de vapor de amoníaco y las aguas residuales de vapor de amoníaco de los hornos de coque 5# y 6# procedentes de la zona de la antigua planta tienen temperaturas de agua muy elevadas y es necesario enfriarlas por debajo de 38°C mediante un condensador de placas y un enfriador de atomización antes de verterlas en el depósito de regulación.
2.3) Control del contenido de aceite en el afluente. Las aguas residuales de condensado de gas y las aguas turbias procedentes de varios desvíos claros y turbios se tratan con separación de aceite por gravedad y eliminación de aceite por flotación (contenido de aceite inferior a 30 mg/L) para que el contenido de aceite sea inferior a la concentración que afecta al crecimiento normal de microorganismos antes de verterse en el tanque de ecualización.
2.4) Reducción del contenido de nitrógeno amoniacal: Las aguas residuales amoniacales parcialmente evaporadas pasan primero por un dispositivo fijo de descomposición de amoníaco para reducir su concentración de nitrógeno amoniacal de 800 mg/L a 250 mg/L antes de ser vertidas al tanque de ecualización.
