Coke oven wastewater - formation, treatment and utilization methods - a review

• Autorzy: Kwiecińska A. , Lajnert R. , Bigda R.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(1)002

Warianty tytułu

PL

Ścieki koksownicze - miejsca powstawania, sposoby oczyszczania i metody utylizacji - przegląd literatury

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016 ; Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Coke making process is strictly connected with formation of coke oven wastewater, highly loaded and contaminated stream, proper treatment and utilization of which requires sophisticated methods and technologies. This wastewater is defined as a mixture of technological streams, which are formed during coke oven gas cleaning and coal-derivatives production, and sanitary wastewater formed at coke oven plant. Due to the composition and specificity of contaminants present in coke oven wastewater, its proper treatment requires the involvement of physical, chemical and biological methods, which are often proceeded with additional polishing. In dependence on its further use (deposition to environment or wet quenching of coke) different types of contaminants are found to be priority substances, removal of which during the stream treatment is especially important. In the article, a literature review on coke production, coke oven wastewater formation, its parameters, applied technologies of treatment and utilization methods is presented. The special attention was given to the applied treatment techniques, which were found to be the key factor in further stream utilization. Additionally, issues related with nowadays used systems were pointed out.

PL

Proces koksowania jest nieodłącznie połączony z powstawaniem silnie zanieczyszczonych ścieków, które wymagają odpowiednich metod oczyszczania i utylizacji. Ścieki te definiuje się jako mieszaninę wód technologicznych powstających w procesie oczyszczania i produkcji produktów węglopochodnych z gazu koksowniczego oraz ścieków sanitarnych powstających na koksowni. Ze względu na skład i specyfikę zanieczyszczeń występujących w ściekach koksowniczych ich oczyszczanie wymaga zastosowania fizycznych, chemicznych oraz biologicznych procesów, po których często stosuje się dodatkowe procesy doczyszczania. W zależności od dalszego wykorzystania (odprowadzenie do środowiska lub uzupełnianie obiegu mokrego gaszenia koksu) różne rodzaje zanieczyszczeń uznaje się jako priorytetowe dla zastosowanego systemu oczyszczania. W niniejszym artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczącej formowania, właściwości, oczyszczania i zagospodarowania ścieków koksowniczych ze szczególnym uwzględnieniem stosowanych metod usuwania poszczególnych zanieczyszczeń oraz wskazaniem zagadnień problematycznych obserwowanych w obecnie pracujących oczyszczalniach.

Słowa kluczowe

EN

coke oven wastewater formation; coke oven wastewater characteristics; coke oven wastewater treatment; coke oven wastewater utilization

PL

powstawanie ścieków koksowniczych; oczyszczanie ścieków koksowniczych; charakterystyka ścieków koksowniczych; utylizacja ścieków koksowniczych

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kwiecińska A.

• Institute for Chemical Processing of Coal, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze, Poland, phone [phone]

autor

Lajnert R.

• Institute for Chemical Processing of Coal, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze, Poland, phone [phone]

autor

Bigda R.

• Institute for Chemical Processing of Coal, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze, Poland, phone [phone]

Bibliografia

• [1] Valia HS. Coke production for blask furnace ironmaking. American Iron and Steel Institute. http://www.steel.org/making-steel/how-its-made/processes/processes-info/coke-production-for-blastfurnace-ironmaking.aspx.
• [2] Metallurgical Coke Market Outlook. CRU. 2015. https://www.crugroup.com/analysis/coal/.
• [3] Mysiak K, Jarno M. Aktualna sytuacja na światowym rynku węgla koksowego i koksu. Koksownictwo 2016. Materiały konferencyjne. http://www.ichpw.pl/wp-content/uploads/2016/10/Sesja-plenarna-3.pdf.
• [4] Research Report on China’s Coke Industry 2010-2019. Research and Market. http://www.researchandmarkets.com/research/6998gk/research_report.
• [5] Kern W. Coke making technologies. DMT-Group. http://www.dmt-group.com/en/services/engineering/coke-making-technologies.html.
• [6] Żarczyński P. Sikorski C. Strugała A. Określenie strategicznych kierunków rozwoju technologicznego koksowni w Polsce na podstawie prognozy bazy surowcowej oraz oczekiwań odbiorców koksu. Polityka Energetyczna. 2012;15(4):269-283. https://meeri.eu/Wydawnictwa/PE154/4-20-zarczynski-i-in.pdf.
• [7] Ściążko M, Karcz A. Kierunki technologiczne rozwoju koksownictwa. Karbo. 2011;4:228-237. http://gornicza.com.pl/produkt/517/karbo-4-2011.
• [8] Sobolewski A, Burmistrz P. Ekologiczna ocena procesu koksowania węgla. Karbo. 2009;4:248-259. http://gornicza.com.pl/produkt/480/karbo-4-2009.
• [9] Szega M, Kosyrczyk L, Chwoła T. Ocena energochłonności procesu koksowania węgla z zastosowaniem metody uzgadniania bilansów substancji i energii. Przem Chem. 2014;93(5):681-685. DOI: 10.12916/przemchem.2014.681.
• [10] Sobolewski A. Inteligentna koksownia spełniająca wymagania najlepszej dostępnej techniki. Podsumowanie projektu. Przem Chem. 2014;93(12):2093-2095. DOI: 10.12916/przemchem.2014.2093.
• [11] Jakubina G, Fitko H, Okarmus P. Technologia koksowania dwuproduktowego alternatywą dla konwencjonalnych baterii koksowniczych. Piece Przemysłowe Kotły. 2013;3/4:13-18. http://www.ppik.pl/sites/default/files/22-3%20Monitoring.pdf.
• [12] Sobolewski A, Bigda R, Telenga-Kopyczyńska J. Monitoring emisji niezorganizowanej z baterii koksowniczej. Przem Chem. 2014;93(12):2121-2126. DOI: 10.12916/przemchem.2014.2121.
• [13] Machowska H. Przemysł koksowniczy w aspekcie ochrony środowiska. Proc ECOpole. 2011;5(1):269-274. http://tchie.uni.opole.pl/PECO11_1/PL/Machnowska_PECO11_1.pdf.
• [14] Commission Implementing Decision of 28 February 2012 establishing the best available techniques (BAT) conclusions under Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council on industrial emissions for iron and steel production (notified under document C(2012) 903)) (2012/135/EU). http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex:32012D0135.
• [15] Remis R, Aguado Monsonet MA, Roudier S, Sancho LD. JRC Reference Report. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU(Integrated Pollution Prevention and Control). 2013. https://www.mpo.cz/assets/cz/prumysl/prumysl-a-zivotni-prostredi/ippc-integrovana-prevence-a-omezovani-znecisteni/referencni-dokumenty-bref/2017/1/IS_Adopted_03_2012.pdf.
• [16] Razzaq R, Li C, Zhang S. Coke oven gas: Availability, properties, purification, and utilization in China. Fuel. 2013;113:287-299. DOI: 10.1016/j.fuel.2013.05.070.
• [17] Wright K. Coke oven gas treatment. Tar, liquor, ammonia. The coke oven manager’s year book. https://www.google.pl/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjZz6a5p_nVAhVCWxQKHXyPCL0QFggmMAA&url=https%3A%2F%2Fwww.researchgate.net%2Ffile.PostFileLoader.html%3Fid%3D538497add039b1c4408b45fe%26assetKey%3DAS%3A273543999229954%401442229379326&usg=AFQjCNEijnqNdFkygetjk4VC5W4ezpt_qA.
• [18] Ozyonar F. Karagozogly B. Treatment of pre-treated coke wastewater by electrocoagulation and electrochemical peroxidation processes. Sep Pur Tech. 2015;150:268-277. DOI: 10.1016/j.seppur.2015.07.011.
• [19] Maranon E, Vazquez I, Rodriguez J, Castrillon L, Fernandez Y, Lopez H. Treatment of coke wastewater in a sequential batch reactor (SBR) at pilot plant scale. Bioresour Technol. 2008;99:4192-4198. DOI: 10.1016/j.biortech.2007.08.081
• [20] Xuewen J, Enchao L, Shuguang L, Zhaofu Q, Qian S. Coking wastewater treatment for industrial reuse purpose: combining biological processes with ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis. J Environ Sci. 2013;25(8):1565-1574. DOI: 10.1016/S1001-0742(12)60212-5.
• [21] Chang EE, Hao-Jan H, Pen-Chi C, Mei-Yin C, Jhien-Ju S. The chemical and biological characteristics of coke oven wastewater by ozonation. J Hazard Mater. 2008;156:560-567. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.12.106.
• [22] Jian Shen, He Zhao, Hongbin Cao, Yi Zhang, Yongsheng Cehn. Removal of total cyanide in coking wastewater during a coagulation process: Significance of organic polymers. J Environ Sci. 2014;26:231-239. DOI: 10.1016/S1001-0742(13)60512-4.
• [23] Hiao-xue W, Zi-yang Z, Qing-lan F, Xiao-ying Y, Dong-sheng G. The effect of treatment stages on the coking wastewater hazardous compounds and their toxicity. J Hazard Mater. 2012;2398(240):135-141. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.08.042.
• [24] Wei Z, Wandong L, Yan L, Bingjing L, Weichi Y. Enhanced carbon adsorption treatment for removing cyanide from coking plant effluent. J Hazar Mater. 2010;184:135-140. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.08.015.
• [25] Donghee P., Young MK, Dae SL, Jong MP. Chemical treatment for treating cyanides-containing effluent from biological cokes wastewater treatment processes. Chem Eng J. 2008;143:141-146. DOI: 10.1016/j.cej.2007.12.034.
• [26] Kwiecińska A, Figa J, Stelmach S. The impact of cooling water parameters on the wet-quenched coke quality. Coke Chem. 2015;57(11):425-428. DOI: 10.3103/S1068364X14110052.
• [27] Kwiecińska A, Figa J, Stelmach S. The use of phenolic wastewater in coke production. Pol J Environ Stud. 2016;25(2):465-470. DOI: 10.15244/pjoes/60725.
• [28] Mo HZ, Quan LZ, Xue B, Zheng FY. Adsorption of organic pollutants from coking wastewater by activated coke. Colloids Surfaces: A. Physicochem Eng Aspects. 2010;362:140-146. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2010.04.007.
• [29] Kumar R, Pal P. A novel forward osmosis-nanofiltration integrated system for coke oven wastewater reclamation. Chem Eng Res Des. 2015;100:542-553. DOI: 10.1016/j.cherd.2015.05.012.
• [30] Vazquez I, Rodriguez-Iglesias J, Maranon E, Castrillon L, Alvarez M. Removal of residual phenols from coke wastewater by adsorption. J Hazard Mater. 2007;147:395-400. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.01.019.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).