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蘭炭廢水處理工藝技術評述
本文分析了蘭炭廢水的水質特點，介紹了蘭炭廢水處理的典型工藝流程，并對各種工藝技術原理和優缺點進行了分析論述。同時根據工程案例和實驗結果提出了推薦意見，對蘭炭廢水處理的工程應用具有一定指導意義。
蘭炭廢水又稱半焦廢水，是指低變質煤（不粘煤、弱粘煤、長焰煤）在中低溫干餾（約600~800℃）過程以及煤氣凈化、蘭炭蒸汽熄焦過程中形成的一種工業廢水。這種廢水成分復雜，含有大量難降解、高毒性的污染物，如苯系物、酚類、多環芳烴、氮氧雜環化合物等有機污染物以及重金屬等無機污染物，是一種典型的高污染、高毒性工業廢水。
2008年國家工業和信息化產業部將蘭炭（半焦）列入產業目錄后，由于市場需求巨大，蘭炭產業得到了迅猛發展，但環境工作者對蘭炭廢水的相關研究卻沒有跟上步伐，已投產的大多數蘭炭生產企業，其廢水處理一般仍采用普通生化處理法或焚燒法。
現有蘭炭（半焦）企業采用的炭化爐主要爐型是內熱式直立爐，由于立式爐生產工藝產生的焦油與水很難分離，廢水COD高達30000~40000mg/L，且含有大量抑制微生物生長的有毒物質，所以生化處理很難達標。而焚燒法由于能耗高，僅適用于水量很少的小型企業，且焚燒時廢水中的有害物質以蒸氣形式排放到大氣中，會造成二次污染。目前，國內外還沒有成熟的處理工藝和成功的工程實例。
1蘭炭廢水水質
蘭炭廢水中含有大量油類、有機污染物和氨氮等，根據筆者對陜西、內蒙和新疆三地多個蘭炭企業廢水的水質檢測結果，得到蘭炭廢水典型水質如表1所示。
表1蘭炭廢水典型水質
蘭炭廢水成分復雜，污染物種類繁多。無機污染物主要有硫化物、氰化物、氨氮和硫氰化物等；有機污染物檢測到的有30多種，主要為煤焦油類物質，還有多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，這些物質會對人類、水產、農作物等構成極大危害，必須經過處理才能排放或回用。但蘭炭廢水中COD高達30000mg/L、NH3-N高達5000mg/L、酚類高達5000mg/L以上，可生化性極差，處理困難，近年來蘭炭廢水的處理問題已經成為限制蘭炭產業生存與發展的瓶頸問題。
2蘭炭廢水水質特點分析
焦炭生產為高溫（1000℃）干餾，高溫條件下，中低分子有機物經化學反應進行選擇性結合后形成大分子有機質，這些有機質留存于焦油或焦炭中；而蘭炭生產為中低溫干餾，其廢水中除含有一定量的高分子有機污染物外，還含有大量未被高溫氧化的中低分子污染物，其濃度要比焦化廢水高出10倍左右，主要具有以下特點：
（1）蘭炭廢水含有大量油類，由實驗得知，除以稠環芳烴類為主的重油和直鏈烴類為主的輕油外，還含有大量乳化油。
（2）廢水中含有高濃度的酚類以及一定濃度的氰類污染物。這兩種污染物具有生物毒性，能使蛋白質凝固，會對水處理微生物產生毒害作用。
（3）可生化性差。蘭炭廢水中的有機物除酚類物質外，主要為煤焦油類物質，還有多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，具有高毒性、難降解的特點。脫酚后，B/C約為0.1~0.16。在筆者進行的實驗中，該值zui小僅為0.03，可生化性極差。
（4）廢水中氨氮濃度較高。
（5）廢水色度較高。由于蘭炭廢水含有各種生色基團和助色基團物質，廢水色度高達上萬倍。
3蘭炭廢水處理工藝
蘭炭廢水污染物濃度比焦化廢水高10倍左右，成分也更復雜，比焦化廢水更加難處理，其處理方法與焦化廢水應該有所不同。但由于蘭炭行業興起較晚，目前國內外還沒有成熟的蘭炭廢水處理工藝，現有處理方法仍然主要借鑒水質相似的焦化廢水處理工藝，即先進行物化處理，再進行生化處理，然后進行深度處理和中水回用處理。圖1為蘭炭廢水處理典型工藝流程。
圖1蘭炭廢水處理典型工藝流程