煤氣化廢水處理工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

【摘要】一般來說煤氣化廢水對于環(huán)境有較強的污染，針對煤氣化產(chǎn)生廢水的特點以及其處理的難點進(jìn)行分析，一般包括三個主要的階段，對于近年來較為流行的一些煤氣化廢水處理的新工藝以及其應(yīng)用情況進(jìn)行分析，對其發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測，就企業(yè)如何選擇處理工藝及其應(yīng)當(dāng)注意的問題進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】煤氣化廢水；水處理工藝；發(fā)展方向；問題

前言

作為我國主要化石能源，煤炭對于我國的能源結(jié)構(gòu)變化有著非常深遠(yuǎn)的影響，在各級能源的消耗中，煤炭的消耗量達(dá)到了百分之七十以上，當(dāng)前世界能源的形勢是石油緊缺，而我國對于石油的依賴性日漸增強，而替代石油化工則需要依靠煤化工的發(fā)展和成熟。

我國對于煤化工的發(fā)展非常重視，特別是資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會的建設(shè)過程中，新型煤化工將在一個很長的時期內(nèi)起到非常關(guān)鍵的作用。作為新型煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)，煤氣化利用煤氣化合成化工產(chǎn)品的新型煤化工項目方興未艾。在北方各地我國的煤氣化工項目分布較廣，這些地區(qū)大多水資源缺乏，因為這些地區(qū)的水資源缺乏導(dǎo)致了地表水容量的大大減小，有許多地區(qū)的水體納污能力非常有限甚至沒有，但是這些地區(qū)對于煤化工項目的需求量非常大，并且容易產(chǎn)生各種廢水，并且廢水的組成成分都較為復(fù)雜。有許多煤化工項目需要較大的水量，許多廢水產(chǎn)生，焦油、苯酚、氨氮等成分都是對人體危害性非常大的污染物，并且在廢水中含量較高，排放量巨大，對于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是非常大的影響。

一般來說煤氣化廢水處理中面臨著較大的問題，兩高兩難指的是廢水排放量大、處理難度大，并且污染物的濃度較高且運行成本較高，為了建設(shè)兩型社會，促進(jìn)水資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，對于氨氮以及氮氧化物的排放出臺了新的指標(biāo)。隨著許多地方政府加大了廢水排放的監(jiān)管力度，無論是為了環(huán)境或者經(jīng)濟效益，促進(jìn)社會效益以及加強工藝的穩(wěn)定性，都是煤化工企業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的必經(jīng)途徑。

1、煤氣化廢水的來源與特點

氣化爐在煤氣或天然氣的制造過程中會產(chǎn)生大量的煤氣化廢水，特別是在洗滌、冷凝與分餾階段，并且污染物濃度較高，氨氮濃度較高，有毒有害物質(zhì)也非常多，生化過程中有機污染物的降解是非常難實現(xiàn)的。因此高濃度、高污染以及有毒有害是煤氣化廢水的主要特征。

而煤氣化廢水還具有另一個特征，首先各個企業(yè)的不同會使得廢水水質(zhì)中的原煤成分有很大的差異，廢水量較少的是德士古氣化工藝，其污染程度也較低，但是對于煤種的適應(yīng)性卻較差，而傳統(tǒng)的常壓固定床間歇式氣化工藝等產(chǎn)生的廢水污染程度較大，并且污水處理的成本較高，因此針對不同的煤氣化工藝應(yīng)當(dāng)采用不同的煤種，選擇有針對性的工藝以及廢水處理方式。

2、煤氣化廢水處理工藝的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向

當(dāng)前國內(nèi)的各種煤氣化廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計大多沿襲前人的經(jīng)驗，采用的工藝大多一致，一般都是從物化預(yù)處理到生物處理再到物化深度處理，因此這個工序在各個企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，許多具體的流程的工藝選擇上缺乏較好的適應(yīng)性。

2.1物化預(yù)處理工藝

酚、氨在煤氣化廢水中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了生化處理的可承受范圍，對其進(jìn)行預(yù)處理是為了脫酚除氨，有效的降低后續(xù)處理工藝所承擔(dān)的負(fù)荷，有效的保障生化處理的效果。

2.2萃取脫酚

一般有兩種主要的脫酚方法，溶劑萃取法與蒸汽循環(huán)法，后者的脫酚率可以高達(dá)80%以上，含塵量在煤氣化廢水中的含量最高，酚水的深度凈化有很大的難度，焦油類物質(zhì)是酚水中容易引起換熱器堵塞的物質(zhì)，使得金屬填料受到腐蝕，其應(yīng)用會受到很大的限制，而有機溶劑萃取法可以有效的克服上述缺點，并且具有較好的脫酚效果，關(guān)鍵之處在于溶劑的選擇。萃取效率高、乳化的情況較少、容易分離油水，并且成本較低可以有效的用于再生。

煤氣化廢水的萃取化處理可以簡化過程，并且萃取劑可以再生和重復(fù)使用，經(jīng)濟效益較高，但是其能耗較高，殘留于廢水中的萃取劑會對后續(xù)處理產(chǎn)生影響。國內(nèi)許多大型煤化工企業(yè)進(jìn)行預(yù)處理都是采用傳統(tǒng)工藝，對于煤氣化廢水先采用閃蒸、沉降等工藝，將焦油祛除，對于酸性氣體進(jìn)行精餾脫除，萃取后進(jìn)行脫酚。經(jīng)過上述工藝后，在生化處理階段要重點處理二氧化碳與氨的問題，銨鹽結(jié)晶的情況屢有發(fā)生，容易導(dǎo)致結(jié)垢和堵塞等情況，對于設(shè)備的運行效率有很強的影響。

2.3生化處理工藝

經(jīng)過預(yù)處理后的煤氣化廢水，都是采用缺氧、好氧等生物法進(jìn)行處理，但是煤氣化廢水中有許多物質(zhì)較為難以降解，近年來有許多新的生化處理工藝出現(xiàn)，包括厭氧生化工藝、好氧生物法，前者主要針對的是分子質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的在好氧的環(huán)境下難以生存的污染物，但是這一類污染物具有良好的厭氧降解性能，在進(jìn)行好氧處理之前要先進(jìn)行厭氧處理，可以使得污染物變成較為容易降解的小分子有機物。好氧生物法包括PACT工藝、MBBR工藝以及HCF工藝。

2.4深度處理工藝

經(jīng)過生化處理工藝后，煤氣化廢水中的有機污染物以及氨氮等物質(zhì)都被祛除了，但是仍然存在許多難以降解的污染物，這些污染物會使得國家的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)難以滿足。首先是混凝沉淀法，通過反應(yīng)沉淀工藝處理懸浮物，但是傳統(tǒng)的反應(yīng)沉淀的成本較高，周期也很長。而高效混凝沉淀技術(shù)可以通過多孔網(wǎng)格、斜管等操作來產(chǎn)生高強度的微渦旋來使得更加混合與均勻，提高反應(yīng)的速度。

其次是固定化微生物技術(shù)，這是近年來應(yīng)用越來越廣泛的技術(shù)，其創(chuàng)造性可以有選擇性的進(jìn)行固定優(yōu)勢菌種，固定后的細(xì)胞具有較強的抗毒性。但是目前各種菌種在面對不同的物質(zhì)氧化分解時的效率有較大的差別，當(dāng)前煤氣化廢水污染物的成分復(fù)雜這一特性，對于優(yōu)秀的菌種篩選是非常大的阻礙。

再次是吸附法，作為一種傳質(zhì)過程，物質(zhì)表面的分子對于物質(zhì)外部的作用力沒有得到充分發(fā)揮，當(dāng)廢水表面的面積較大，吸附力可以產(chǎn)生很大的作用，在工業(yè)上經(jīng)常利用大表面積的物質(zhì)進(jìn)行吸附，可以有效的對工業(yè)廢水進(jìn)行處理，取得較好的效果。

最后，高級氧化法，對于生物降解比較困難的，會引起有色度物質(zhì)的祛除可以采用高級氧化法，這種方法分為相對催化氧化法和光催化氧化法等。

結(jié)語

作為我國主要化石能源，煤炭對于我國的能源結(jié)構(gòu)變化有著非常深遠(yuǎn)的影響，我國對于煤化工的發(fā)展非常重視，特別是資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會的建設(shè)過程中，新型煤化工將在一個很長的時期內(nèi)起到非常關(guān)鍵的作用，文章對于煤氣化廢水處理工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行分析，希望對其發(fā)展有所增益。

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作者簡介

李劍峰：雙鴨山龍煤天泰煤化工有限公司生產(chǎn)副總經(jīng)理。