煤制氣廢水處理技術(shù)研究綜述

陽博

摘? 要：由于中國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，近年來，新型煤化工發(fā)展迅速，在煤制氣行業(yè)，特別是煤化工廢水的使用已成為其發(fā)展的瓶頸制約。近幾年來這個(gè)國家不得不做調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)性階段隨意取締，相反，我們應(yīng)該積極突破點(diǎn)，這也進(jìn)一步促進(jìn)了煤炭行業(yè)的發(fā)展，科學(xué)合理地對(duì)待廢水處理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：煤制氣廢水;處理技術(shù);預(yù)處理;生化處理;深度處理

中國煤炭產(chǎn)量大，但使用量低。由于這種工業(yè)結(jié)構(gòu)，我們主要用煤來生產(chǎn)各種能源。經(jīng)過多年的結(jié)構(gòu)調(diào)整，煤轉(zhuǎn)化成天然氣供能源是在許多領(lǐng)域進(jìn)行的，國家對(duì)綠色生產(chǎn)、煤制氣的要求也是中國能源結(jié)構(gòu)變革的重要組成部分。煤炭開發(fā)過程中廢水的回收率上升率也是加速煤炭工業(yè)的主要?jiǎng)恿χ唬驗(yàn)橘Y源分配、地下水資源有限和環(huán)境保護(hù)需求在發(fā)達(dá)煤炭工業(yè)地區(qū)分布不均。

一、煤制氣廢水的主要來源

煤制氣過程是將煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體和各種化學(xué)物質(zhì)。廢水生產(chǎn)過程中主要是焦化、氣化和液化廢水。氨水是焦化廢水是由干餾煉焦生產(chǎn)，工業(yè)廢水是由凈化過程中循環(huán)冷卻水氣體產(chǎn)生的，在提煉過程中氨酚、氰污染物和工業(yè)廢水。氣化廢水是反應(yīng)爐中一系列化學(xué)氣體產(chǎn)生的氣體，蒸發(fā)氣體用冷凝水和洗滌廢水通過噴淋冷后，如污染物氨酚和NH3。當(dāng)處理煤炭液體液化廢水產(chǎn)生的工業(yè)廢水時(shí)，直接和間接液體是液化過程，高溫介質(zhì)直接液化時(shí)，氫氣將煤分解成低分子生物學(xué)，NH3和Al2S3形成富含的工業(yè)廢水。通過添加催化劑制備間接液化是合成原料的過程，通過一系列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量由乙酸、醇和酮組成的生物污染物。

二、煤制氣廢水來源及處理難度

根據(jù)研究，煤制氣廢水主要由氣、洗滌、蒸汽分流水等組成，有毒氣體的成分很復(fù)雜，尤其是在酚類、石油醚、氰和硫化物等領(lǐng)域，它也是當(dāng)今環(huán)境污染的主要原因之一，煤炭的廢水處理已成為最嚴(yán)重的污水之一。我們的研究人員對(duì)污水處理進(jìn)行了徹底的研究，并將其分為，一是廢水處理系統(tǒng)的復(fù)雜性、高污染性和高負(fù)荷性。其次，由于廢水含有酚、氰等物質(zhì)，微生物不宜處理廢水，吹水毒可抑制微生物生長，殺死微生物;第三個(gè)廢水化學(xué)方面的差異：比率BOD/COD一般小于0.3或0.4，而不易生物降解。人們認(rèn)識(shí)到，有必要為廢水的生物處理，提高效率和回收利用。

三、煤制氣廢水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

煤炭廢水回顧國內(nèi)外的處理技術(shù)，首先要指出所有三個(gè)階段，然后是預(yù)處理、生物處理和深度處理，每個(gè)階段都有不同的參數(shù)，生化處理需要深度加工技術(shù)來補(bǔ)輔助充廢水處理提高，因?yàn)樗冉?jīng)濟(jì)又易于管理。

1.預(yù)處理。煤制氣廢水處理包括從廢水中回收有價(jià)物質(zhì)，清除油類，減少廢水的毒性，改善廢水的生物化學(xué)。主要目標(biāo)是脫氨、酚、去油、氰。對(duì)于高顆粒有毒物質(zhì)，活性碳化合物必須輔之以耦合技術(shù)，以改進(jìn)預(yù)處理。

2.生化處理。在正常的生物處理中，缺氧、好氧法（A/O）生物法處理，由于多環(huán)廢水和復(fù)雜的雜環(huán)類，出水中的COD工藝處理后指數(shù)不穩(wěn)定。隨著技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)了新的處理方法：PACT法、CBR法、UASB法、厭氧—好氧法、氣、液體和固體三相分離法。PACT方法利用活性炭將生物量和氧氣結(jié)合起來，向活性炭粉末加入活性污泥曝氣池，為微生物提供生長營養(yǎng)，中和氧化分解的有機(jī)成分。同時(shí)活性碳可以通過水再生濕空氣氧化，（CBR）載體流動(dòng)床的生物模擬是具有相同生物處理單元的活性污泥中的生物模擬過程之間的有機(jī)融合，提高了反應(yīng)器池的效率和穩(wěn)定性，減少了廢水中的污染物，降低了廢水的濃度。廢水厭氧污泥床煤制氣（UASB）從下往上通過反應(yīng)器，反應(yīng)器頂部的許多生物變成CH4和CO2微生物。分離器三相安裝，進(jìn)行氣液分離和三相分離。廢水中的酚和雜環(huán)有效去除化合物。處理技術(shù)好氧或厭氧只能單一使用，因此很難獲得滿意的結(jié)果。厭氧—好氧聯(lián)合的使用通過吸收廢水、萘、喹啉和吡啶可以有效降解好氧生物，CODcr處理可以減少85%以上。

3.深度處理。高級(jí)氧化和反滲透法是最常用的深度處理技術(shù)。前者主要針對(duì)氮和雙酚等物質(zhì)。從反應(yīng)和廢水中反應(yīng)，形成無害的物體，如二氧化碳。防止通貨膨脹的方法主要是有效去除廢水中溶解的鹽。反滲透技術(shù)可以兩邊兩側(cè)水溶劑在膜的壓力損失，過濾或截留廢水中的某些物質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于恒溫環(huán)境，在材料去除、污染物回收效果和環(huán)境考慮方面明顯優(yōu)于常規(guī)產(chǎn)品。此外，技術(shù)引進(jìn)相對(duì)較少、成本低、自動(dòng)化和立足于現(xiàn)代技術(shù)，大大降低了勞動(dòng)力成本，無論是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)還是環(huán)境方面的效益無可替代的優(yōu)勢。

四、深度處理技術(shù)中的關(guān)鍵性問題

1.高級(jí)氧化技術(shù)。臭氧更容易操作，管理效率更高，比其他技術(shù)更好，研究表明臭氧與活性碳水化合物的結(jié)合是最好的管理。這項(xiàng)技術(shù)中最重要的是催化劑類型，一直在努力研制高效，成本效益催化劑以促進(jìn)臭氧的有效率，并幫助我國豐富的廢水處理系統(tǒng)達(dá)到有效的效果。

2.膜分離。是在分子或離子水平上選擇性分離水，廢水深度由超濾、納濾和反滲透主要用于膜分離技術(shù)。分子大小因膜過濾層而異，廢水進(jìn)入大孔到小孔過濾更多污染物。膜分離技術(shù)廢水含量超過95%。但是膜分離技術(shù)設(shè)備耗損力度高。高效低成本薄膜的研發(fā)是增加膜分離技術(shù)空間需求的重要因素。

近年來，工業(yè)發(fā)展加快，對(duì)這些材料的需求增加，煤炭工業(yè)，大量能源被輸送到我國，但污水處理是現(xiàn)代環(huán)境治理的問題之一。近年來，我國研究人員研究了幾種廢水處理技術(shù)，但處理效率仍然不高，運(yùn)行成本高，廢水處理主要是不同工段廢水的預(yù)處理，通過負(fù)荷降低、生物廢水處理方法的發(fā)展和新工藝，改善我國的污水處理，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]任杰.煤氣化高濃度含酚廢水萃取/反萃取脫酚技術(shù)研究[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2020，40（1）：93—97.

[2]韓偉成.外循環(huán)厭氧工藝處理魯奇煤制氣廢水的研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，42（6）：907—924.

[3]李暉.煤氣化過程中含氰廢水的處理[J].安徽化工，2019，39（1）：65—73.

[4]陳春斌.序批式活性污泥法處理德士古氣化廢水[J].廣州化工，2019，40（7）：150—152.

[5] 張星. 國際煤制合成天然氣技術(shù)的專利格局[J]. 石油科技論壇，2019（ 4） ： 59 - 62.

[6] 汪濤. 煤制天然氣發(fā)展概況與市場前景[J]. 瀘天化科技，2019（ 4） ： 335 - 341.

[7] 趙云鈺. 煤制天然氣工藝技術(shù)和催化劑影響因素的分析探討[J]. 陶瓷，2019（ 11） ： 21 - 25.