關于煤制油高濃度廢水處理工程設計探討

曹鋒　李江江

摘 要：煤制油的作用與效果相當于石油，能夠緩解石油緊缺的現(xiàn)狀，保障國家的能源安全。但是，煤制油使用產(chǎn)生的廢水、廢棄物量龐大，污染問題是煤制油最大的問題。加上我國煤礦豐富的地區(qū)的水資源、水質(zhì)普遍較差，水資源制約著煤化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。所以，做好節(jié)水減排工作和廢水處理工作是緩解煤制油污染問題的重點。這樣能夠減少污水排放量，也能減少水資源浪費情況，同時，也能減少廢水排入土壤、污染地下水，影響整個生態(tài)環(huán)境。本文設計了溶氣氣浮-微濾-反滲透-蒸發(fā)器組合系統(tǒng)，以期實現(xiàn)對煤制油高濃度廢水的良好處理和回收利用，減少廢水對生態(tài)環(huán)境的污染。

關鍵詞：煤制油；廢水處理；環(huán)保

1 工程概況

高濃度廢水主要指的是煤液化、加氫精制、加氫裂化和硫磺回收等裝置排出的含重金屬、有害物、無機鹽的廢水。這種廢水每年的排放量巨大、濃度極高，我國未出現(xiàn)完善完美的處理方式，廢水的處理難度大，廢水問題亟待解決。

我國《中國石油化工集團公司暨股份公司工業(yè)水管理制度中推薦回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的水質(zhì)標準（試行）》一文規(guī)定了廢水的處理標準，對廢水排放進行了嚴格要求，不達標的廢水禁止排放。面對龐大、高濃度的廢水和嚴格的處理標準，煤制油高濃度廢水的工藝選擇難度和處理難度可想而知。

2 煤制油高濃度廢水處理具體設計

工藝流程介紹：脫酚后的高濃度到達廢水處理場之后，具體的處理方式如下：首先，筆者構建了三個濾池，層層過濾，降低濃度。主要有厭氧生物濾池、兼氧生物濾池、好氧生物濾池三種。進入廢水處理場的廢水大多已經(jīng)進行過一次粗過濾-汽提裝置的過濾，所以，這些要處理的廢水大多質(zhì)量濃度不高，最高不超過100mg/L，要進行下一步較細的過濾。筆者建議先使用一級渦凹氣浮處理廢水，這樣能顯著降低廢水濃度，最高不超過10mg/L，也能起到減少水中無機鹽、酚以及氨氮的作用。隨后，高濃度廢水將進入渦凹氣浮階段，此階段核心手段就是利用廢水與其他物質(zhì)進行化學反應，生成無害物質(zhì)，降低廢水濃度。筆者建議投放適量的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，這兩種物質(zhì)迅速發(fā)生反應，消耗大量的廢水。再次是進行氣浮分離。利用微氣泡的吸附功能以及油的密度小于水的性質(zhì)，將廢水中的煤制油與水隔離開來，漸漸浮于上層。在氣浮分離階段，氣浮池內(nèi)部安裝刮沫機，剔除廢水中的浮渣，水油分離后，廢水中的含油量應低于10mg/L。之后，廢水便來到生化吸水池。筆者建議勻質(zhì)罐進口處安置水泵，大量廢水能平穩(wěn)進至勻質(zhì)罐，實現(xiàn)后續(xù)生物處理水量的穩(wěn)定，促進水質(zhì)得以凈化，防止廢水內(nèi)部產(chǎn)生巨大沖擊，破壞設備，功虧一簣。勻質(zhì)罐出口處應安裝調(diào)節(jié)閥，保持廢水時刻的穩(wěn)定。最后，廢水進入生化處理階段，也是處理最徹底的階段。生化處理系統(tǒng)一共有厭氧、兼氧和好氧生物濾池三個階段，三階段層層遞進，共同實現(xiàn)對廢水的凈化處理。首先，廢水進入?yún)捬跎餅V池。厭氧處理，顧名思義，是處理廢水中不易自然降解的有機物，使之酸化水解和甲烷化，提高廢水的可生化程度，成功對其降解。這一過程的效果明顯且成本不高，同時易于安裝，結構簡單，耗能較低，是目前十分流行的廢水處理設備。廢水中的物質(zhì)甲烷化后，產(chǎn)生大量甲烷氣體，此時可將其放置在沼氣內(nèi)進行處理，廢氣得以回收利用，服務于當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活，為其提供沼氣。值得注意的是，甲烷與空氣混合容易爆炸，所以，在產(chǎn)生甲烷氣體之前、產(chǎn)生甲烷氣體過程中要嚴格控制，防止甲烷氣體泄漏產(chǎn)生危險。該系統(tǒng)的底部需要排泥沙，防止廢水中泥沙沉積于底，導致已經(jīng)過濾的水又回流到初始階段。厭氧生物濾池的水接下來進入兼氧生物濾池。這一濾池主要是將水中的碳源進行反硝化，降低水中的堿量，也十分安全可靠，因為這一過程不產(chǎn)生硫化氫等有害氣體。兼氧生物濾池的水將流入好氧生物濾池中。好氧生物濾池能夠降解水中的有機物。該池的特點是由下至上層層將水遞進上去，共有五級，第一級即最底層的水溢流后進入第二級，如此類推，直到第五級時，廢水的濃度大大降低，能夠符合國家標準，達到國家環(huán)保排污的要求。

3 結語

筆者分析了現(xiàn)代的廢水處理與回收利用系統(tǒng)的設計與實際效果，針對現(xiàn)有設計的不足，設計出運用溶氣氣浮-微濾-反滲透-蒸發(fā)器組合系統(tǒng)進行煤制油高濃度廢水處理這樣更完善的工藝，經(jīng)過一系列檢測，可以發(fā)現(xiàn)：該工藝方案顯著提升了廢水的標準，促進了廢水順利排放，減少了環(huán)境污染，也能更好地將廢水進行回收和利用。該組合系統(tǒng)性能穩(wěn)定，功能強大，將為高濃度廢水的“零排放”打下堅實的基礎。同時，此次設計一改以往的設計系統(tǒng)中出現(xiàn)的生物處理不徹底、混凝沉淀仍然過多的問題，筆者設計的系統(tǒng)能夠徹底地實現(xiàn)殺菌消毒，且速度很快，效果顯著。此外，該系統(tǒng)的結構并不復雜，安裝與操作十分簡潔，也為工作人員的后期檢修降低了難度。本工程以國家關于廢水再生利用的政策要求為指導和目標，致力于使煤制油高濃度廢水達到國家要求，減少廢水污染環(huán)境的情況，為我國環(huán)保工程助力。

參考文獻：

[1]馬傳軍，費慶志，許芝，等.厭氧生物濾池-好氧生物炭濾池聯(lián)合處理生活污水[J].環(huán)境化學，2007，26（1）：70-72.

[2]馮敏.現(xiàn)代水處理技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：

曹鋒（1987- ），男，漢族，陜西榆林人，當前職務：技術員，當前職稱：助理工程師，本科學歷，研究方向：煤制油，酚，油品加工提純。

李江江（1988- ），男，漢族，陜西榆林人，當前職務：技術員，當前職稱：助理工程師，本科學歷，研究方向：煤制油，酚，油品加工提純。