循環水「0排出0汚染」技術

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一、コークス製造廃水の性質と構成 コークス製造廃水は、有毒かつ有害な物質を多く含む廃水であり、NH3-N濃度が高く、タール含有量も多く、生物分解性が低いため、この廃水の生物処理には大きな困難さと複雑さが伴う；また、廃水中に含まれる杂环系化合物、多環芳香族炭化水素、シアン化物、NH3-Nなどは、微生物に対して毒性や阻害作用を持つ。 1、コークス製造廃水の発生源 1）高温分解および荒ガス冷却によって生成される余剰アンモニア水廃液； 水量は工場全体の排出量の半分以上を占め、その水質は複雑で成分種類が多く、汚染物質の濃度も高い。アンモニア、シアン、シアン化物などの無機汚染物質に加えて、フェノール、油脂、ナフタレン、ピリジン、キノリン、アントラセン、その他の稠環式・杂環式芳香族化合物なども含まれている。 2）ガス精製工程におけるガス最終冷却器や粗ベンゼン分離槽からの排水など。これには、ガス最終冷却のための直接冷却水、ベンゼン洗浄・ナフサ洗浄工程での直接冷却水、粗ベンゼン処理工程での直接蒸気凝縮分離水が含まれる。 含有する汚染物質はフェノール、シアン、その他のCODcr成分などで、アンモニアも含まれている。 3）粗タール処理、ベンゼン精製、フェノール精製、およびコルク酸生成過程で発生する汚水。 含まれる汚染物質はフェノール、シアン、その他のCODcr成分などで、水量は少ない。 4）石炭やコークスパウダーなどの物質に触れた廃水 石炭処理工程での除塵洗浄水、コークス炉への石炭装填時またはコークス取り出し時の除塵洗浄水で、懸濁物濃度が高いのが特徴である；ドライキルン法におけるこの種の廃水の量は比較的少ない。 2、コークス製造廃水の主な汚染物質 1）主な汚染物質の分類 ベンゼン系：ベンゼン、トルエン、キシレンなど； フェノール類：フェノール、カルボール、ジメチルフェノールなど； キノリン類：キノリン、イソキノリンなど； ナフタレン類：ナフタレン、メチルナフタレンなど； 複素環化合物類：インドール、カラゾール、ピリジン、ベンゾフランなど 多環芳香族炭化水素類； 硫シアン化物、シアン化物、アンモニア、アンモニウム塩、硫化物など； 2）主な毒性を持つ汚染物質とその害：フェノール類化合物：これは原形質毒であり、あらゆる生物に対して毒性を持ち、細胞の機能を失わせ、深部組織の損傷や壊死を引き起こし、最終的には全身性の中毒を招く。全有機汚染物の60％を占め、分解しやすい毒性のある有機物に分類される。 シアン化物：極めて毒性の高い物質で、生体内に入ると細胞内の呼吸酵素系を阻害し、微生物の活性を低下させます。 多環芳香族炭化水素および複素環化合物：永続性有機汚染物質（POPs）に分類され、分解しにくい；POPsは分解が遅く、環境中に蓄積しやすい。また、一部はより毒性の強い物質に変化することもある。ほとんどのPOPsは環境を汚染するだけでなく、人間の健康にも直接的な脅威となる。 アルキルフェノール、ピリジンなどの汚染物質は、環境内分泌攪乱物質（EEDCs）に分類されます； 3、タールの成分とCODcrへの寄与 石炭タールは、コークス製造業において石炭を熱分解することで得られる粗ガス中の生成物の一つである。常温下では黒色の粘性の高い液体であり、コークス製造時の高温状態では密度が高く、1.160～1.220g/cm3となる。主に多環芳香族化合物で構成されており、その成分の中ではナフタレンの含有量が多く、その他の成分は比較的少ない。主なものとしては、1-メチルナフタレン、2-メチルナフタレン、アセナフテン、フルオレン、オキソフルオレン、アントラセン、フェニレン、カラゾール、フルオレン、キノリン、ピレンなどがある。 タールの成分から、コークス化廃水に含まれる汚染物質は主にタールに起因することがわかる。コークス製造廃水の処理が困難なのは、主にタールが生成する有害なCODcrによるものである。したがって、廃水中のタール含有量を制御することが、コークス化廃水処理を解決するための根本的な方法である。 4、コークス製造廃水のCODcrの基本分類 化学的酸素要求量（CODCr）は、水質の有機汚染を示す重要な指標の一つであり、強力な酸化剤である重クロム酸カリウムを用いて廃水サンプル中の有機物を酸化する際に消費される重クロム酸カリウムの量を意味し、酸素の濃度（mg/L）で表される。 コークス製造廃水のCODcrの分類と分解の分析：CODcrが微生物に与える影響　二、総合的な解決策　両者の協議期間中、金牛天鉄のコークス製造技術者たちが、万和のこの技術を導入している顧客の一つである邯鋼集団邯宝鋼鉄会社のコークス製造工場を実地調査した。そして、金牛コークス製造工場の現状や過去の運用状況、さらにコークス製造廃水の特性や処理方法を踏まえて、山東万和は金牛コークス製造工場向けに以下のような具体的な解決策を提案した。「源泉を管理し、複数段階で連携して、生物化学的処理およびアンモニア水の品質を最適化する」という総合的な解決策　1、源泉の管理：1）生化学的処理工程におけるCODcrの総量を削減し、分解や劣化の負担を軽減する； アンモニア水によるタールおよび懸濁物の低減は、生物化学処理システムに流入するコークス化工場廃水のCODcrを直接的に低下させる。 2）毒性のあるCODcrの総量を低減し、微生物の中毒や死滅を防ぎ、微生物の活性および生化学的能力を維持する； キノリン、インドールはグルコースの分解を阻害する； 難分解性の有機物には、主にピリジン、カラゾール、ビフェニル、トリフェニルなどがあり、好気性微生物に対して顕著な阻害作用を示す。 容易に分解される有機物は、主にフェノール類化合物とベンゼン類化合物です； ピロール、ナフタレン、フラン、イミダゾール類は分解可能な有機物に属する。 2、多段連動：1）コークス炉のノズルが滞りなく機能し、ガスを効果的に冷却できるようにして、炉内の圧力と温度をより安定させる；これにより、タールアンモニア水の品質を安定させる； 2）アンモニア水中のタールを効果的かつ完全に分離し、アンモニア水内のタール含有量を低減することで、油分や硫化物などが生物化学処理に与える悪影響を効果的に軽減できる； 3）アンモニア蒸発の効率的な運転を保証し、残留アンモニア水による汚染物質の総量を削減する。 3、生化学的処理の最適化：1）嫌気性処理段階での負荷を低減する。2）好気性処理段階での負荷を低減する（タールとアンモニア水の分離を強化し、有機物の総量を減らすことで、好気性処理段階での処理負荷を軽減する）。3）微生物の活性および分解能力を向上させる。4）生化学的処理工程における重要な運転パラメータを最適化する。5）コークス化廃水が段階的に除去され、嫌気性処理を経ることで、一部の有害物質が無害な物質に変化し、廃水の生化学的処理可能性が高まる。この事実から、廃水中の有害物質を削減・低減することが、微生物の機能や分解能力を向上させる上で重要な役割を果たすことがわかる。15820013215 楊