煤化工废水处理技术研究及应用分析翟倩倩

煤化工废水处理技术研究及应用分析翟倩倩

(内蒙古恒坤化工有限公司,内蒙古鄂尔多斯市016215)

摘要:为了加强煤化工企业污水治理,保护水环境,每个企业都非常重视环保建设,并投入了大量的资金。设计部门也对煤化工污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。

关键词:煤化工污水处理技术

一、煤化工废水的来源及基本特点

煤化工主要是以煤炭作为原料,通过一系列的化学加工,将煤逐渐转化为液体、固体以及气体的燃料与化学品,而且再通过一系列的流程制造出各种具有应用价值的化工产品的工业。

煤在化学加工的过程中会产生大量富含液体废水、焦化废水以及气化废水的工业废水,而这些废水中含有很多有毒、有害物质,在通常状况下,煤化工废水的COD值为2000~5000mg/L,pH数值在7.2~10.0范围内,氰化物为10~30mg/L,氨氮含量为200~600mg/L。如果没有对这些废水给予合理的处理,那么就会对环境与生态造成一定的危害,甚至还会危害到人体的身心健康。

二、煤化工废水的性质研究

煤化工污水是在煤化工洗涤之后所排放的具有高浓度煤气成分的废水,煤化工污水中含有大量有毒成分和有害物质,如含氮、氢化物、苯酚等有毒有害成分。在煤化工企业排放的污水中,其中氨氮含量为200~500mg/L,CODcr成分的含量高达5000mg/L,摒弃煤化工废水中含有大量的有机污染物成分,如环芳香族化合物,硫化物等,这类有机物在水源的正常降解过程中很难得到有效地分解,并且其有机成分在污水排入河流中会导致河流的富营养化,导致生态失衡。煤化工废水在进行生物分解的过程中,只能将其中的萘、吡咯、吠喃等物质分解,而入咔唑、联苯类等物质在生物的催化作用下也很难进行分解。

三、煤化工废水处理方法

在一般状况下,煤化工废水的处理工艺主要经过三个流程:(1)物化预处理;(2)A-A-O生化处理;(3)物化的深度处理。

3.1预处理

目前,煤化工废水预处理常见的方法主要有以下两种:(1)气浮法。此方法主要包含电解气浮法以及溶气气浮法等;(2)隔油法。此方法主要包含聚结过滤型、重力分离型以及旋流分离型三种。假如在煤化工废水中含有大量的氨以及酚,那么就必须要对这两种物质实行有效的回收预处理。在通常状况下,对氨的处理方法主要是选用蒸汽汽提-蒸氨法,对酚的预处理方法主要包括离子交换法、蒸汽脱酚法以及溶剂萃取法等。

3.2生化处理

所谓的生化处理法即为借助微生物所具有的新陈代谢功能,逐渐降解废水中所包含的酚类物质,并且将其逐渐转变为无害物质的一种方法。由于此方法具有成本较低、处理功能较强、处理设备比较简单、应用范围比较广等优势,因此非常适合应用于煤化工废水的处理操作中。

3.2.1对好氧生物法的改进。

第一,PACT法。此方法即为在活性污泥曝气池当中投入一定量的活性炭粉末,然后利用活性炭对有机物以及溶解氧的吸附作用,对煤化工废水中所含的难降解的有机物进行富集。并且还能够为微生物的成长提供足够的食物,这样就可以大大提升对有机物的氧化分解能力。利用湿空气氧化法能够实现对活性炭的再生目的。

第二,载体生物流动床法。此方法又名CBR,其是在充分利用特殊结构填料的基础上发展而来的一种生物流化床技术。CBR把比较特殊的载体填料放入至活性污泥池中,在此状况下,就会有很多微生物附着在悬浮填料的表面,于是就会形成一种微生物膜。由于此方法所用到的填料是具有特殊结构的,在鼓风曝气的扰动下,其会在反应池随着水流不断地浮动,煤化工废水中的污染物在与填料接触后,会在扩散及吸附的作用下,进入到生物膜中,然后再被生物膜当中所含有的微生物降解。

3.2.2厌氧生物法。此方法又名为UASB技术,其主要是利用上流式厌氧污泥床技术实现对煤化工废水的处理操作。此方法的反应器主要包括气体、固体以及液体三相分离装置,在此装置的底部安装了一个污泥反应器。此污泥反应器中的微生物可以将废水中含有的有机物逐渐转变为二氧化碳与甲烷,之后再由下至上进入到反应器的上部,最后再通过三相分离装置对其进行分离。

3.2.3厌氧-好氧联合生物法。采用厌氧好-好氧联合生物法进行处理,可以有效地降低废水中的氨氮质量浓度以及COD的质量浓度,而且可以有效地去除一些难降解的有机物,对吡啶的去除率可以达到70%;对萘的去除率可达到67%;对喹啉的去除率可达到55%。而这是采用单一的厌氧或者好氧技术无法实现的结果。

3.2.4厌氧-缺氧-好氧生物法。与常规好氧处理工艺相比,A-A-O工艺无论是对焦化废水种有机物的整体去除,还是对难降解有机物的去除效果均更为理想。A-A-O活性污泥技术在在A-O基础上开发出来的。A-O活性污泥技术虽然基本上可以满足焦化废水目的,但是,由于煤化工废水原水变化有时较为剧烈,而且污水处理厂工人在进行操作时,会出现回流水量变动等影响系统稳定运行的情況。而且,A-O活性污泥技术并没有完全避免煤化工废水水质变动对系统造成的不利影响。因此,水处理工作者在A-O活性污泥技术前面加上一个A段,帮助系统更好处理焦化废水。增加的A段为后续处理提供了保护伞,保证了后续工艺段对煤化工废水水质变动有了更好的适应能力A-A-O工艺处理煤化工废水,出水COD和氨氮均能满足煤化工工业废水排放标准,是对现有活性污泥法的有效改进。A2/O工艺在去除污水中有机碳污染(BOD污染)的同时,还能有效去除污水中氮和磷污染,为污水复用和资源化开辟了新的途径,它与普通回流污泥法二级处理后再进行三级物化处理相比,不仅投资和运行成本低,而且无大量难以处理的化学污泥,具有良好的环境效益和经济效益。

3.3深度处理

在经过生化处理操作后,尽管煤化工废水中所含的氨氮以及CODcr等物质的浓度会大大降低,然而由于其中还会存在一定量难降解的有机物,这样就仍然会使水中的色度以及COD等指标无法符合排放的标准。所以在经过生化处理后,还要对出水进行深度处理。

3.3.1混凝沉淀。此方法主要是借助水中悬浮物所具有的可沉降性能,借助重力的作用逐渐下沉,最终实现固液分离的目的。这样就可以有效地去除悬浮的有机物,从而有效降低后续生物处理的有机负荷。

3.3.2高级氧化技术。因为在煤化工废水中会含有大量难降解的有机物,例如含氮有机物与酚类等,这会对后续的生化处理产生比较严重的不良影响。高级氧化技术能够使得废水中形成很多艺自由基HO,而自由基HO可以将废水中所含的有机污染物逐渐降解为水与二氧化碳,因此有助于后续的生化处理。此技术主要包含多相湿式催化氧化法、均相催化氧化法以及光催化氧化法等等。催化氧化法在煤化工废水处理工艺的前期使用,可以有效提升废水的可生化性,而且可以除去一定量的COD。在后期的深度处理中使用此技术能够得到比较理想的降解效果,并且比较经济可行。

结束语:

在煤化工行业迅猛发展的同时,环境问题也日益突出,如何有效地处理煤化工废水也成为社会必须要重点关注与解决的问题。加强对煤化工废水处理技术的研究,采取有效措施实现污染物的减量化以及再循环利用,有效提升对资源的利用率,寻找一条可持续发展的循环经济道路,这对“环保”以及“节能减排”战略目标的实现均具有非常重要的意义,同时也是促进煤化工产业可持续发展的必经之路。

参考文献

[1]王伟,韩洪军,张静,等.煤制气废水处理技术研究进展.化工进展,2013,32(3).

[2]韩洪军,李慧强,杜茂安,等.厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水.中国给水排水,2010,26(6).

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