膜技術(shù)處理碎煤加壓氣化工藝污水的研究

甘定平

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膜技術(shù)處理碎煤加壓氣化工藝污水的研究

甘定平

（科盛環(huán)保科技股份有限公司,南京 211500）

本工藝介紹了膜技術(shù)處理碎煤加壓氣化工藝污水的方法，可有效解決碎煤加壓氣化過程中產(chǎn)生的高濃度含酚廢水生化處理難度大、投資大、運(yùn)行成本高的問題。

碎煤加壓氣化;污水;膜技術(shù)

0 背景技術(shù)

碎煤加壓氣化屬于固定床氣化工藝，由于干餾層和干燥層的存在，在氣化年輕煤種時(shí)，粗煤氣含有較多焦油、酚類、氨、氫氰酸等有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)，隨著粗煤氣的洗滌冷卻過程，這些雜質(zhì)絕大部分轉(zhuǎn)移到煤氣水中。傳統(tǒng)的煤氣水處理工藝首先經(jīng)過煤氣水分離裝置和酚氨回收裝置，包括沉降、脫酸、蒸氨、萃取等一系列物理分離過程，之后排出的工藝污水經(jīng)過生化處理，然后達(dá)標(biāo)排放。生化處理碎煤加壓氣化工藝污水，經(jīng)過多年實(shí)踐和改進(jìn)，工藝較為成熟，得到推廣應(yīng)用。然而碎煤加壓氣化污水做為高酚、氨含量的工業(yè)污水，其中酚類對(duì)細(xì)菌污泥具有一定生物毒性，特別是負(fù)荷波動(dòng)時(shí)容易對(duì)污水生化處理裝置造成沖擊，而且恢復(fù)時(shí)間較長，對(duì)企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)造成很大影響。另外采用生化處理，污水中的酚類和有機(jī)物被生化分解，不能回收利用。

1 工藝簡(jiǎn)介

圖1 是本工藝的工藝流程圖

本工藝的膜技術(shù)處理碎煤加壓氣化工藝污水的方法，包括如下步驟：

（1）從酚氨回收裝置排放的工藝污水先經(jīng)過機(jī)械過濾和精密過濾除去機(jī)械雜質(zhì)，防止對(duì)膜造成堵塞或損傷；其中機(jī)械過濾采用立式機(jī)械過濾器，濾料選用石英砂，具有獨(dú)特的均勻布水方式，使過濾器達(dá)到最大效果，能長期滿足出水水質(zhì)要求。精密過濾采用精密過濾器的作用是防止泄露的填料顆粒劃傷膜表面，過濾精度為5μm，濾芯為PP棉或線繞濾芯。

（2）過濾后的工藝污水加堿調(diào)節(jié)pH值至9～10.5，使污水中的酚類形成酚氧負(fù)離子，防止對(duì)膜造成污堵，然后通過兩至三級(jí)膜系統(tǒng)脫除污水中絕大部分酚類和其它有機(jī)物；

（3）步驟（2）排出的淡水加酸調(diào)節(jié)pH至6～8，使游離氨形成銨鹽，通過末級(jí)膜脫除污水中的絕大部分氨氮，膜是反滲透膜或納濾膜。

下面對(duì)本工藝作詳細(xì)說明：

碎煤加壓氣化產(chǎn)生的廢水經(jīng)酚氨回收裝置回收大部分焦油、中油、粗酚和氨之后，然后通過三到四級(jí)膜系統(tǒng)進(jìn)行分離，脫除其中的酚類和氨，所產(chǎn)淡水進(jìn)行回用，濃水循環(huán)至酚氨回收裝置入口或用于制備水煤漿。

用膜技術(shù)處理碎煤加壓氣化工藝污水面臨最大的問題在于廢水中的弱極性有機(jī)物容易吸附在膜上，對(duì)膜造成污堵，使得膜清洗過于頻繁，裝置無法穩(wěn)定運(yùn)行并嚴(yán)重影響膜的壽命。對(duì)碎煤加壓氣化污水成分的分析表明，其中的有機(jī)物主要是各種單元酚和多元酚，酚類呈弱酸性，在酸性環(huán)境下以酚羥基（ROH）形式存在，在堿性環(huán)境下以酚氧負(fù)離子（RO-）形式存在。本工藝?yán)眠@一性質(zhì)，在一級(jí)膜的入口處加堿調(diào)節(jié)污水的pH值，使污水中的酚類負(fù)離子化，極性比游離酚顯著增強(qiáng)，大大降低了對(duì)膜的吸附作用，從而有效防止了膜的污堵。但是由于一級(jí)膜入口處加堿，污水中的氨以游離氨形式存在，膜對(duì)小分子游離氨的去除效果很差，本工藝在末級(jí)膜入口加酸，使污水中的游離氨形成銨鹽，很容易被膜去除。污水在經(jīng)過兩至三級(jí)膜后，絕大部分酚類已經(jīng)被脫除，此時(shí)再加酸降低pH值，不會(huì)對(duì)膜造成污堵。

2 結(jié)論

本工藝介紹了膜技術(shù)處理碎煤加壓氣化工藝污水的方法，可有效解決碎煤加壓氣化過程中產(chǎn)生的高濃度含酚廢水生化處理難度大、投資大、運(yùn)行成本高的問題。碎煤加壓氣化工藝污水先經(jīng)過煤氣水分離裝置和酚氨回收裝置，回收其中大部分焦油、中油、粗酚和氨之后，再經(jīng)過機(jī)械過濾和精密過濾，然后通過三到四級(jí)膜系統(tǒng)進(jìn)行分離，脫除其中的酚類和氨，所產(chǎn)淡水可回用于循環(huán)水系統(tǒng)或其它用戶，濃水循環(huán)至酚氨回收裝置入口或用于制備水煤漿。膜法處理碎煤加壓氣化工藝污水具有投資小、運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.004

甘定平（1986-）,男,江蘇南京人,大專,助理工程師，研究方向：水污染控制技術(shù)研究。