煤化工污水處理技術(shù)研究

王永強(qiáng)

【摘 ?要】產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，屬于焦化廢水的一種。水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高。廢水中含有大量的煤化工是減少燃煤污染的有效途徑，但氣化過(guò)程中產(chǎn)生的廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化酚類(lèi)、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機(jī)污染物，還含有氰、無(wú)機(jī)氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。

【關(guān)鍵詞】煤化工;廢水處理;活性污泥法

對(duì)煤化工廢水的處理，單純靠物理、物理化學(xué)、化學(xué)的方法進(jìn)行處理，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，往往需要通過(guò)由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理，一直是國(guó)內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的一大難題。

1煤化工污水特點(diǎn)及其危害

1.1煤化工污水特點(diǎn)

煤在加工過(guò)程中產(chǎn)生的污水要比石油、天然氣高得多。傳統(tǒng)的煤化工更是高耗能、高污染、高排放的行業(yè)。近年來(lái)新型煤化工是煤深化加工的一個(gè)重要方向，但新型煤化工將煤深加工為各種煤基化工產(chǎn)品時(shí)，也產(chǎn)生大量的廢水。有關(guān)資料顯示，生產(chǎn)1噸合成氨需耗新鮮水約12.5m3，生產(chǎn)1噸甲醇需耗新鮮水約15m3，生產(chǎn)1噸二甲醚需耗新鮮水約15m3，直接液化1噸油需耗新鮮水約7m3，間接液化1噸油需耗新鮮水約12m3。

煤化工企業(yè)排放的污水以高濃度煤氣洗滌污水為主，廢水中所含組分非常復(fù)雜達(dá)300多種，主要有焦油、多環(huán)芳香族化合物、苯酚、氨氮化合物、硫化物等，污水中COD一般在5000mg/L，氨氮在200-500mg/L。這些組分中，易降解的主要有苯類(lèi)和酚類(lèi)化合物，如砒咯、萘、呋喃、瞇唑等。難降解的有砒啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。

1.2煤化工污水的危害

（1）污水COD濃度較高，排向水體后，會(huì)消耗水體中的氧，水體中溶解氧降低后水生生物在水體中不能生存。

（2）污水中氨氮濃度較高，會(huì)造成藻類(lèi)異常繁殖，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，當(dāng)大量藻類(lèi)繁殖，水中光線透射度降低，光合作用產(chǎn)生的氧量降低，而消耗的氧在增加，會(huì)造成大量藻類(lèi)死亡，藻類(lèi)死亡會(huì)消耗水中的氧，從而引起魚(yú)類(lèi)大批死亡，水體發(fā)黑、發(fā)臭。

（3）污水中主要含有油、酚、氰、苯及衍生物等污染物，在這些污染物分解過(guò)程中，會(huì)消耗水中的氧，這些污染物還對(duì)水體生物有直接的毒害作用，同時(shí)在水體生物中蓄積，人類(lèi)食用這些被污染的水體生物后，會(huì)引起蓄積和中毒，對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生較大的危害。

2煤化工污水處理方法

2.1煤化工污水處理的物化除氨氮工藝

（1）折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法是利用氯的強(qiáng)氧化性，將氨氮氧化成硝酸鹽，其特點(diǎn)是：折點(diǎn)氯化法是直接法，氨氮轉(zhuǎn)化速度快，系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用低;折點(diǎn)氯化法只是轉(zhuǎn)變氮的形態(tài)，總氮未變，因此未從根本上消除氮污染;折點(diǎn)氯化法達(dá)到折點(diǎn)狀態(tài)的控制要求很高，難以掌握：折點(diǎn)氯化法處理后余氯含量較高;需要進(jìn)行除氯處理：氨氮濃度高時(shí)采用一步折點(diǎn)氯化法無(wú)法保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）吹脫法

吹脫法是利用空氣擴(kuò)散機(jī)理，在一定條件下使廢水中的氨氮擴(kuò)散進(jìn)入大氣或吸收回用，從而消除氮污染，其特點(diǎn)是：統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用低;造成氨氮的二次污染問(wèn)題;適用范圍較窄，寒冷地區(qū)吹脫塔易結(jié)冰;運(yùn)行費(fèi)用較高，要達(dá)到較好的效果需要合適的溫度和pH值;處理程度低，出水氨氮通常仍高達(dá)200mg/L以上，不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

（3）晶析法

晶析法是通過(guò)化學(xué)藥品與氨氮反應(yīng)結(jié)晶，從而從廢水中分離出氨氮，其特點(diǎn)是：屬于直接法，反應(yīng)速度快，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用低：適用于超高濃度氨氮（氨氦≥1000mg/L）廢水的處理：處理程度低。出水氨氮不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

2.2煤化工污水處理的生化脫氮工藝

（1）A/O法

現(xiàn)在所指的A/O工藝其特征是缺氧與好氧為不同空間的串聯(lián)反應(yīng)器（空間分隔），通常缺氧池設(shè)置在好氧池前。為達(dá)到反硝化的目的和效率，回流液提供的硝態(tài)氮越多越好。提高參與反硝化的回流硝態(tài)氮量有兩種方法可選：一是增加回流量，二是提高回流液中硝態(tài)氮肋濃度。提高回流量時(shí)，由于回流渡（曝氣后的廢水）氧含量高，有可能造成A級(jí)池的富氧化，而反硝化要求無(wú)氧或低氧，所以提高回流量容易破壞反硝化環(huán)境，降低反硝化率，同時(shí)也增加了回流動(dòng)力消耗。提高硝態(tài)氮濃度時(shí)，由于0級(jí)池出水和回流液水質(zhì)相同.提高硝態(tài)氬濃度意味著出水總氨的升高，將直接導(dǎo)致出水超標(biāo)。因此對(duì)于傳統(tǒng)A/O工藝需要統(tǒng)籌回流量與硝態(tài)氮的不良影響。由于存在硝態(tài)氮反硝化時(shí)重新轉(zhuǎn)化為氪氮的客觀事實(shí).因此傳統(tǒng)A/O工藝脫氮是有限度的，A/O工藝的脫氨效率通常不超過(guò)85%.處理氨氫≥lOOmg/L的廢水時(shí)超標(biāo)情況比較嚴(yán)重。

（2）生物濾池

生物濾池屬生物膜法，其脫氮機(jī)理也為A/O。生物濾池在空間上也可以組成A/O系統(tǒng)，使之達(dá)到傳統(tǒng)A/O工藝同樣的脫氮效果，但實(shí)際上生物濾池的脫氮效果較傳統(tǒng)A/O工藝好.原因是氧在生物膜處形成了濃度梯度。生物膜外例與氧首先接觸，艘外側(cè)處于好氧狀態(tài)，進(jìn)行硝化反應(yīng)。而內(nèi)側(cè)由于氧傳遞的速度受到生物膜的制約，處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)，發(fā)生反硝化反應(yīng)。所以以形式A/0串聯(lián)的生物淀池脫氮效果較好。廢水中的硝態(tài)氮也會(huì)園生物膜的制約而影響傳遞效率，在硝態(tài)氮的擴(kuò)散過(guò)程中，只有一部分可以進(jìn)入生物膜內(nèi)側(cè)而被反硝化.故生物濾池的脫氮效率通常不超過(guò)90%。

（3）SBR法

SBR工藝是一種間歇式的活性污泥法，其特點(diǎn)是所有生化反應(yīng)均在同一池內(nèi)完成，不需要好氧廢水的回流，因此理論上脫氮效率更高，也更節(jié)能。但常規(guī)SBRI藝處理含氮廢水時(shí)，硝化和去除COD的過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，反硝化時(shí)因廢水中COD物質(zhì)已基本消耗怠盡。碳源不足，故反硝化效果不佳，出水的硝態(tài)氮含量仍較高。要提高反硝化效果就需要外加碳源，運(yùn)行成本較高。因此，不能有效利用原水中的COD物質(zhì)是SBR脫氮工藝最主要的缺點(diǎn)。

3氨氮廢水的IMC處理技術(shù)

3.1工作原理

IMC法是一種改進(jìn)型的SBR工藝，其基本原理是：在反應(yīng)的不同時(shí)間段，使反應(yīng)器內(nèi)環(huán)境處于好氧和缺氧的連續(xù)變化之間，從而在環(huán)境條件上形成多個(gè)A/O的串聯(lián)：另外由于反應(yīng)器內(nèi)好氧和缺氧環(huán)境不斷變化，反應(yīng)器不同空間上的溶氧并不均勻，且在不同時(shí)間點(diǎn)上的溶氧變化也可以導(dǎo)致SND現(xiàn)象的發(fā)生。IMC法采用連續(xù)進(jìn)水的方式，在反應(yīng)的主要過(guò)程中均有原水的COD物質(zhì)存在，從而可以充分利用原水中的COD進(jìn)行脫氮反應(yīng)，達(dá)到節(jié)約運(yùn)行成本的效果。

3.2工藝特點(diǎn)

由于IMC池集反應(yīng)、沉淀于一身，節(jié)約了沉淀池。所以占地面積省;硝化和反硝化在同一池內(nèi)進(jìn)行，不需要好氧混合液的回流，節(jié)約了污泥和污水回流系統(tǒng)。運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。由于每次潷水只排出池中少量達(dá)標(biāo)廢水，其它剩余泥水對(duì)進(jìn)水有很強(qiáng)的緩沖功能，因此IMC法的抗沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng)，對(duì)原污水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)能力較高。IMC反應(yīng)器中BOD濃度梯度的存在有利于抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，能克服傳統(tǒng)A/0法常見(jiàn)的污泥膨脹問(wèn)題。按照水力學(xué)的觀點(diǎn)，活性污泥的沉降，以在完全靜止?fàn)顟B(tài)下沉降為佳，IMC池幾乎是在靜止?fàn)顟B(tài)下沉降，因此沉降的時(shí)間更短，效率更高。IMC反應(yīng)器進(jìn)水采用連續(xù)流，能夠充分利用原水中的COD進(jìn)行脫氮反應(yīng)，克服了SBR及其其它變形工藝不能充分利用原水COD的缺點(diǎn)，從而更節(jié)能。

4結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意思的提高，煤化工廢水的處理顯得格外重要。煤化工廢水的處理，單純靠物理、物理化學(xué)、化學(xué)的方法進(jìn)行處理，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，往往需要通過(guò)由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。因此，加強(qiáng)對(duì)煤化工污水深度處理的技術(shù)和再生回收利用技術(shù)的研究與綜合應(yīng)用，是行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

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（作者單位：唐山中潤(rùn)煤化工有限公司）