煤氣化廢水處理工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

趙樂

【摘? 要】在未來較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，新型煤化工仍舊會(huì)對(duì)我國工業(yè)的發(fā)展起到?jīng)Q定性的影響。其中，煤氣化工作為新型煤化工的一個(gè)重要分支，在實(shí)際運(yùn)營中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這就會(huì)在無形中對(duì)我國的能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生十分深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)，由于北方地區(qū)的水資源較為缺乏，且水體納污能力較小，因此就要對(duì)煤氣化廢水進(jìn)行高效的處理?；诖?，論文就煤氣化廢水處理工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展方向展開了全面的探究。

【Abstract】In the future for a longer period of time， the new coal chemical industry will still play a decisive role in the development of China's industry. Among them， gas chemical industry as an important branch of the new coal chemical industry， in the actual operation， will produce a lot of wastewater， which will invisibly have a very far-reaching impact on the energy structure of our country. At the same time， due to the lack of water resources in Northern China， and the water carrying capacity is small， so it is necessary to carry out efficient treatment of coal gasification wastewater. Based on this， this paper explores the present situation and development direction of coal gasification wastewater treatment process.

【關(guān)鍵詞】煤氣化;廢水處理工藝;現(xiàn)狀;發(fā)展方向

【Keywords】coal gasification; wastewater treatment process; present situation; development direction

【中圖分類號(hào)】X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）06-0152-02

1 引言

現(xiàn)階段，我國的化石能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀多為煤多油少。而煤炭作為一種不可再生的礦產(chǎn)資源，是我國主要的礦產(chǎn)能源，雖然其對(duì)于我國能源結(jié)構(gòu)的總體影響較大，但在具體應(yīng)用中卻存在著較大的弊端，突出表現(xiàn)為會(huì)造成嚴(yán)重的污染。為此，我國就要高度重視煤氣化的發(fā)展，不斷加大對(duì)煤氣化廢水處理工藝的研究力度，以此來明顯改善我國能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，構(gòu)建一個(gè)環(huán)境友好型與建設(shè)資源節(jié)約型的社會(huì)。

2 煤氣化廢水處理工藝的現(xiàn)狀

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新時(shí)期，我國的煤化氣產(chǎn)業(yè)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。其中，發(fā)展較快的就是煤化氣技術(shù)，特別是煤化氣廢水處理工藝這一方面，其工藝水平明顯有大幅度的提升。但不可忽略的是，雖然我國煤化氣廢水處理工藝在當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)中得到了有效的應(yīng)用，但仍舊存在著一定的問題，具體突出表現(xiàn)為如下2個(gè)方面。

2.1 生化處理方法

目前，在對(duì)煤化氣廢水進(jìn)行生化處理的過程中，較為常用的2種廢水工藝分別為序批式活性污泥法（SBR）與厭氧-缺氧-好氧組合工藝法藝（A-A/0）[1]。該種廢水處理工藝不僅可以減少廢水中的各項(xiàng)污染物指標(biāo)，減輕污水處理后續(xù)工藝所承擔(dān)的負(fù)荷，同時(shí)也能夠起到顯著的深化處理效果。但在具體實(shí)踐中，由于我國大部分的煤氣化廢水處理系統(tǒng)，均在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中就確定要選擇生化處理這種工藝，這就會(huì)導(dǎo)致該工藝在具體應(yīng)用中，在多個(gè)流程的工藝選擇方面都缺乏一個(gè)良好的適應(yīng)過程。另外，通過生化處理，煤氣化廢水中的氨氮以及大多數(shù)有機(jī)物均可以被有效的去除，但在廢水中，仍舊會(huì)殘留一些懸浮物，或者是存在一些降解難度較大的有機(jī)物。在這種情況下，就需要在生化處理的基礎(chǔ)上，借助其他更為有效的處理方法來對(duì)廢水實(shí)施深度處理，進(jìn)而確保廢水經(jīng)過處理后，可以達(dá)到我國相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)與回收要求。

2.2 物化處理方法

在當(dāng)前背景下，煤氣化廢水的物化處理方法呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)與特點(diǎn)，主要包括化學(xué)氧化法、膜分離法與萃取法[2]。其中，萃取法可以高效回收存在于煤氣廢水中的各種高濃度的酚類物質(zhì);化學(xué)氧化法可以針對(duì)濃度較高的含酚煤氣化廢水實(shí)施有效的處理，并且也是處理高濃度含酚煤氣化廢水的一種常見方法。該種處理方法主要是借助氧化后所剩余的活性污泥，對(duì)煤氣化廢水中的酚與COD實(shí)施吸附處理。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，采用化學(xué)氧化法對(duì)煤氣化廢水中的酚與COD實(shí)施吸附處理，其去除有效率分別可以達(dá)到99%及97%以上，吸附效果十分顯著。例如，德士古煤氣化技術(shù)就屬于一種相對(duì)成熟的煤氣化技術(shù)，其在設(shè)備的國產(chǎn)化以及配套耐火材料的制造方面，均具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。

與其他煤氣化廢水處理方法相比，物化處理存在的主要不足就是其水煤漿中的含水量可以達(dá)到40%。針對(duì)這種情況，就要選擇三級(jí)閃蒸處理方法來對(duì)煤氣化廢水進(jìn)行更加有效的處理。通過閃蒸后，黑水的含固量會(huì)明顯提高，將其送至沉降槽澄清之后，就可以進(jìn)行循環(huán)利用[3]。而膜分離法主要是利用不同粒子的大小存在差異這一特點(diǎn)，將煤氣化廢水中的含鹽物質(zhì)以及顆粒較大的物質(zhì)及細(xì)菌有效地去除掉[4]。與此同時(shí)，該種廢水處理方法還可以讓廢水的脫鹽率高達(dá)97%以上。另外，在對(duì)煤氣化廢水實(shí)施水處理的過程中，雖然物化處理法的效果更為顯著，但在具體處理的過程中，其處理重點(diǎn)仍舊放在氮與二氧化碳這兩大方面，這就會(huì)在一定程度上導(dǎo)致銨鹽結(jié)晶的情況頻頻發(fā)生，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)導(dǎo)致廢水處理工藝設(shè)備結(jié)垢，甚至是發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，并且會(huì)嚴(yán)重影響到設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行效率與運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3 煤氣化廢水處理工藝的發(fā)展方向

3.1 加大物化處理與生化處理耦合的研究力度

在對(duì)煤氣化廢水進(jìn)行水處理的過程中，處理的難點(diǎn)與重點(diǎn)主要是濃度較高的氨氮與酚?，F(xiàn)階段，雖然煤氣化廢水處理技術(shù)已經(jīng)在我國范圍內(nèi)正式投入使用，并且取得了良好的使用效果，但在出水效果預(yù)運(yùn)行成本等多個(gè)方面仍舊存在著一定的問題未得到有效的解決。根據(jù)我國當(dāng)前煤氣化廢水處理的總體情況來看，我國在煤氣化廢水處理技術(shù)方面的研究已經(jīng)多數(shù)停留在了小型試驗(yàn)階段，且大多數(shù)專家或者是學(xué)者在對(duì)煤氣化廢水處理工藝進(jìn)行應(yīng)用研究的過程中，多數(shù)情況下是針對(duì)單一的技術(shù)開展應(yīng)用研究，這就導(dǎo)致我國現(xiàn)階段在生化處理與物化處理的耦合工藝方面的研究少之又少。除此之外，在煤氣化廢水處理工藝研究的投入成本方面，我國煤氣化廢水處理技術(shù)在出水效果與實(shí)際投入成本并不相符，特別是在研究規(guī)模上，也仍舊停留在小型的研究實(shí)驗(yàn)階段，再加上在煤氣化廢水處理工藝研究中的單一性，這就會(huì)進(jìn)一步減少物化處理與生化處理之間的耦合研究。為此，在煤氣化廢水處理工藝未來的研究方面，要加強(qiáng)對(duì)物化處理與生化處理這2種工藝的耦合研究，通過二者的互補(bǔ)來有效解決煤氣化廢水處理工藝中所存在的不足。

3.2 推進(jìn)煤氣化廢水的深度處理，實(shí)現(xiàn)煤化氣廢水零排放

近年來，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國的自然生態(tài)環(huán)境也遭到了較為嚴(yán)重的破壞與污染，這就導(dǎo)致煤氣化企業(yè)在具體發(fā)展的過程中，也面臨著較為嚴(yán)峻的能源問題與環(huán)境問題。在這一背景下，實(shí)現(xiàn)煤氣化廢水處理的零排放，是煤氣化廢水處理工藝在未來發(fā)展過程中的主要方向之一。目前，我國大部分煤氣化企業(yè)，在實(shí)際生產(chǎn)與發(fā)展的過程中，均對(duì)煤氣化廢水產(chǎn)生的過程實(shí)施了預(yù)處理、深化處理與生化處理，并且在這3個(gè)方面得到了一定的技術(shù)性突破。例如，在對(duì)煤氣化廢水實(shí)施深度處理的過程中，選擇物化技術(shù)與生化技術(shù)聯(lián)合處理廢水的這種方法，可以在生化階段，明顯降低廢水中COD與氨氮的處理難度[5]。另外，要通過對(duì)煤氣化廢水處理技術(shù)的優(yōu)化，來對(duì)脫酚及蒸氨實(shí)施更加科學(xué)高效的處理。

在一般情況下，脫氨多在生化階段即可完成。這主要是因?yàn)槎坛滔趸饔门c同步的硝化反硝化作用，均可以明顯提高氨氮的處理效果，提高總氨的處理效率，因此就可以在最大程度上減少對(duì)于氧氣、煤炭以及堿度的實(shí)際消耗量。除此之外，我國在對(duì)煤氣化廢水處理深度這一方面進(jìn)行研究時(shí)，在大多數(shù)情況下均會(huì)將高級(jí)的膜分離技術(shù)與氧化技術(shù)當(dāng)作廢水深度處理的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。其中，高級(jí)氧化技術(shù)大多應(yīng)用于存在較多降解難度較大的有機(jī)物廢水處理的過程當(dāng)中，而雙模工藝產(chǎn)水則可以充分滿足煤氣化企業(yè)針對(duì)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求。

4 結(jié)語

綜上所述，要想建設(shè)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)水資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，煤氣化企業(yè)在未來發(fā)展的過程中，不僅要充分了解我國新出臺(tái)的氨氮及氮氧化物的排放指標(biāo)，同時(shí)也要高度重視煤氣化的廢氣處理工作，并且要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大對(duì)煤氣化廢水處理工藝的研究，以此來有效提高煤氣化廢水處理的高效性，減少廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的污染與破壞。

【參考文獻(xiàn)】

【1】陳明翔，高會(huì)杰，孫丹鳳，等.煤氣化廢水處理技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2019，39（12）：62-65.

【2】吳二飛，高琳，耿春宇，等.煤氣化廢水的冷凍濃縮處理技術(shù)研究[J].水處理技術(shù)，2019，45（10）：106-109.

【3】陳鵬程，何紅兵，饒?zhí)礻?，?煤氣化廢水深度處理技術(shù)分析與研究[J].化工管理，2019（30）：93-94.

【4】林蝶夢(mèng)，林絲夢(mèng).SBR+BAF組合工藝在煤氣化廢水處理中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易，2020，12（4）：86-87.

【5】梁輝，韓竹，王馨瑤，等.煤氣化廢水厭氧處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].凈水技術(shù)，2019，38（11）：73-78.