煤(mei)(mei)炭(tan)資源是我國的重要基礎(chu)資源,煤(mei)(mei)化(hua)工泛指煤(mei)(mei)的氣(qi)化(hua),焦化(hua)加工等(deng)。包括以煤(mei)(mei)為基礎(chu)原料制(zhi)(zhi)成的碳素材料等(deng),目前我國煤(mei)(mei)化(hua)工企業呈現富煤(mei)(mei),缺油的現象(xiang),煤(mei)(mei)氣(qi)化(hua)是龍頭企業,耗(hao)水量巨大,產生(sheng)的廢水量高,污染物濃(nong)度高。在一定程度上(shang)限制(zhi)(zhi)了煤(mei)(mei)化(hua)企業的發展。加強對煤(mei)(mei)化(hua)工廢水處理技(ji)術對促進(jin)企業可(ke)持續發展的研究(jiu)具(ju)有重要的現實(shi)意義。
一.煤化工廢水(shui)的來源與處理(li)作用(yong)
1.煤化工廢水來源
焦化廢水指(zhi)高溫(wen)狀態下(xia)干(gan)餾煉焦,形成(cheng)成(cheng)分復雜(za)的(de)剩(sheng)余氨水冷凝液(ye),煤氣凈化中(zhong),及焦油交工等過程(cheng)中(zhong)產(chan)生的(de)成(cheng)分復雜(za)的(de)廢水。
氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)廢水指爐(lu)中(zhong)煤燃料以空氣(qi)(qi)(qi)為氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)介質,可燃物(wu)發(fa)生化(hua)(hua)(hua)學反映(ying)轉化(hua)(hua)(hua)為氣(qi)(qi)(qi)體(ti)燃料,產(chan)生煤氣(qi)(qi)(qi)洗滌廢水等(deng)氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)廢水。常(chang)見的有加液態排渣(zha),氣(qi)(qi)(qi)流床氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)排渣(zha)等(deng)。液化(hua)(hua)(hua)廢水直接液化(hua)(hua)(hua)以煤燃料在爐(lu)中(zhong)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)狀態下,使燃料有機高(gao)分子(zi)結構(gou)轉化(hua)(hua)(hua)為低(di)分子(zi)液體(ti)燃料,間接液化(hua)(hua)(hua)煤氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)后產(chan)生合成氣(qi)(qi)(qi),與催化(hua)(hua)(hua)劑作用產(chan)生燃料油。
煤(mei)化工(gong)(gong)廢(fei)水(shui)特(te)點是組分復(fu)雜(za),含有(you)大量固體懸浮顆粒(li),氧,硫(liu)化物(wu)(wu)(wu)(wu)等有(you)毒有(you)害物(wu)(wu)(wu)(wu)質,COD值與(yu)色度(du)高。廢(fei)水(shui)中污染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)含量不同。煤(mei)化工(gong)(gong)的COD值在(zai)2000-5000mg/L,氨氮在(zai)200-600mg/L.氰(qing)化物(wu)(wu)(wu)(wu)在(zai)10-30mg/L,氰(qing)化物(wu)(wu)(wu)(wu)等污染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)濃度(du)高,存(cun)在(zai)多種難降解的有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu),加大了處理難度(du)。
2.廢水處理作用
煤化(hua)工(gong)廢(fei)水(shui)(shui)污染物(wu)(wu)危(wei)害性(xing)較大,如直(zhi)(zhi)接排放到(dao)自然界會(hui)造(zao)成嚴重的環境污染,煤化(hua)工(gong)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)含有(you)大量的有(you)機(ji)物(wu)(wu),對(dui)土(tu)壤結構及性(xing)質(zhi)(zhi)造(zao)成破壞。廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)有(you)機(ji)物(wu)(wu)與土(tu)壤中(zhong)其他物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)發生(sheng)(sheng)反應,易(yi)生(sheng)(sheng)成致癌性(xing)質(zhi)(zhi)的有(you)機(ji)物(wu)(wu),如通過植物(wu)(wu)進(jin)入(ru)人(ren)體會(hui)嚴重影響(xiang)人(ren)類健康。煤化(hua)工(gong)廢(fei)水(shui)(shui)直(zhi)(zhi)接排入(ru)河流中(zhong)會(hui)污染周(zhou)圍水(shui)(shui)資源,造(zao)成水(shui)(shui)中(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)滅亡。破壞河流的生(sheng)(sheng)態系統。
煤氣(qi)化(hua)(hua)廢水(shui)(shui)回收產生(sheng)的污染(ran)物成(cheng)分復(fu)雜,通常可(ke)選擇對酚(fen)(fen)(fen)進行回收處理(li),減少(shao)酚(fen)(fen)(fen)含(han)量,應用生(sheng)化(hua)(hua)技術處理(li),降低廢水(shui)(shui)處理(li)難(nan)度,提高(gao)水(shui)(shui)質與資源(yuan)利用率。酚(fen)(fen)(fen)回收處理(li)主要通過酚(fen)(fen)(fen)回收裝置(zhi)進行溶(rong)(rong)(rong)劑萃取脫酚(fen)(fen)(fen)工(gong)藝處理(li),酚(fen)(fen)(fen)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)水(shui)(shui)密度小于溶(rong)(rong)(rong)劑,實現酚(fen)(fen)(fen)轉移。現常用溶(rong)(rong)(rong)劑為二異炳基醚,不需堿反(fan)萃取。
水(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)提提取可(ke)溶性氣(qi)(qi)(qi)體(ti),達(da)到分離氨與(yu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)目的(de)。實現(xian)磷氨再生,將氨進行整流,冷凝,經過(guo)對氨回(hui)收處理(li)廢(fei)水(shui)濃度有效(xiao)降低。
二(er)、生物處理(li)煤(mei)化(hua)工(gong)廢水
在上(shang)(shang)世(shi)紀七八十年(nian)代,美國學者(zhe)對(dui)傳統(tong)活性(xing)污(wu)(wu)泥工藝進行了大量研究,實驗結果表明(ming)活性(xing)污(wu)(wu)泥工藝是去除(chu)有機污(wu)(wu)染物的有效途徑。結果指出活性(xing)污(wu)(wu)泥工藝的硝(xiao)化作(zuo)用有限。廢水中氰酸鹽與氨(an)的去除(chu)要延(yan)長(chang)HRT20天以(yi)上(shang)(shang)。
工(gong)程(cheng)菌技(ji)術(shu)通過人工(gong)投加等手(shou)段選擇(ze)適應(ying)待(dai)處理(li)廢水水質的優勢菌種,工(gong)程(cheng)菌技(ji)術(shu)尚(shang)處于實驗室研(yan)究中,目前尚(shang)無成(cheng)功應(ying)用于煤(mei)制氣廢水處理(li)中的實例。
SBR法(fa)能讓(rang)生物(wu)反(fan)應器內(nei)具有(you)(you)(you)不斷交替的好氧代謝環(huan)境,擁有(you)(you)(you)處理有(you)(you)(you)毒或(huo)高濃度有(you)(you)(you)機(ji)廢(fei)水的能力。在煤制(zhi)氣廢(fei)水處理技術中受到了研(yan)究者的關注,在實際工(gong)程中得到了應用。好氧生物(wu)膜法(fa)附著(zhu)生長方式有(you)(you)(you)利于優勢菌群自(zi)然篩(shai)選,能使工(gong)藝出水達(da)到更低的污染物(wu)濃度。
煤制(zhi)氣廢水中硫氰化(hua)物(wu)(wu)等對硝化(hua)與反硝化(hua)細(xi)菌具有抑制(zhi)毒性的(de)作用(yong),蒸餾氨工藝(yi)易造(zao)成煤制(zhi)氣廢水生物(wu)(wu)脫(tuo)氮過(guo)程(cheng)困難。缺氧與好(hao)氧組合生物(wu)(wu)處理技術(shu)逐漸受到重視。A-O法(fa)對有機物(wu)(wu)與氨氮有較好(hao)的(de)去除(chu)效果。是常用(yong)的(de)生物(wu)(wu)脫(tuo)氮技術(shu)。
三、深度處理煤化工廢水
煤制氣廢水中(zhong)降解有(you)機(ji)物(wu)多呈膠(jiao)體狀(zhuang)(zhuang)態,廢水中(zhong)投加混(hun)凝(ning)(ning)藥劑可改變難(nan)降解有(you)機(ji)物(wu)穩定狀(zhuang)(zhuang)態,污染物(wu)凝(ning)(ning)聚成大絮體后(hou)得到分離,常用(yong)的混(hun)凝(ning)(ning)藥劑有(you)聚丙烯酰胺,硫酸亞鐵(tie)等。單一臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化反應生成物(wu)是醛與羧酸,將臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化技術單獨用(yong)于煤化工廢水處理的研究較少。
催(cui)(cui)化(hua)(hua)濕式氧(yang)化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)在在傳統濕式氧(yang)化(hua)(hua)工藝中加入適當的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)改進新型水處理技(ji)(ji)術(shu),催(cui)(cui)化(hua)(hua)濕式氧(yang)化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)凈化(hua)(hua)效率高(gao)(gao),但(dan)技(ji)(ji)術(shu)難點是制(zhi)備出活性高(gao)(gao),穩定性強的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。超聲波氧(yang)化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)溶液瞬(shun)間高(gao)(gao)壓高(gao)(gao)溫條件下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)氧(yang)化(hua)(hua)難降解有(you)機物。
電(dian)(dian)化(hua)學氧化(hua)法通過電(dian)(dian)極(ji)反應氧化(hua)去(qu)除(chu)污水中污染物,對(dui)煤(mei)化(hua)廢(fei)水中的(de)COD有很好的(de)去(qu)除(chu)效果,但對(dui)鹽的(de)去(qu)除(chu)效果不(bu)明顯。廢(fei)水中污染物成分復雜,對(dui)電(dian)(dian)極(ji)的(de)催化(hua)活性造成影(ying)響。
光催(cui)化(hua)氧化(hua)法在反應溶液(ye)中(zhong)加(jia)入一(yi)定量(liang)的(de)(de)半導體催(cui)化(hua)劑(ji),通(tong)過OH的(de)(de)強氧化(hua)作用處理有(you)機(ji)污染物,能有(you)效的(de)(de)將難降解有(you)機(ji)物轉化(hua)為H2O,CO2等小分子無機(ji)物。因此被認為有(you)發(fa)展前(qian)景的(de)(de)氧化(hua)技術。
超臨(lin)界氧化技術(shu)是新興的(de)有機廢水(shui)處理(li)技術(shu),在高溫高壓與高濃度(du)氧條件(jian)下(xia)進行反應器的(de)腐蝕問題較為嚴(yan)重,是其工業化的(de)主要障礙。
四、煤化(hua)工廢(fei)水處理技(ji)術展望
煤化(hua)工廢(fei)(fei)水可通過有機廢(fei)(fei)水處理(li)(li),高(gao)濃鹽水固化(hua)處理(li)(li)實現廢(fei)(fei)水高(gao)效率處理(li)(li)。目前煤化(hua)工業有機廢(fei)(fei)水處理(li)(li)工藝(yi)(yi)(yi)預處理(li)(li)包(bao)括(kuo)隔(ge)油,沉(chen)淀(dian)等,主要(yao)去除(chu)乳化(hua)油及(ji)膠態(tai)COD,因萃取工藝(yi)(yi)(yi)不同,國內酚氨回收裝(zhuang)置脫除(chu)率效率地域國外先進裝(zhuang)置,增(zeng)加了后續生化(hua)處理(li)(li)的難度,采(cai)用魯奇氣化(hua)煤化(hua)工項(xiang)目首先要(yao)提高(gao)酚氨脫除(chu)效率,可根據水質情選(xuan)擇(ze)SBR,MBR等工藝(yi)(yi)(yi)。
隨著(zhu)膜(mo)分離(li)技術(shu)的(de)進(jin)步,膜(mo)的(de)使(shi)用價(jia)格逐漸降低。煤(mei)化(hua)工(gong)行(xing)業含鹽(yan)(yan)廢(fei)水(shui)處(chu)理工(gong)藝路(lu)線多(duo)采用兩段式處(chu)理工(gong)藝。有預處(chu)理等過程使(shi)用的(de)少量(liang)化(hua)學品,濃鹽(yan)(yan)水(shui)處(chu)理是煤(mei)化(hua)工(gong)廢(fei)水(shui)零排(pai)放(fang)的(de)關鍵技術(shu)。國內很多(duo)企業將濃鹽(yan)(yan)水(shui)作為煤(mei)堆場(chang)的(de)除(chu)塵(chen)灑水(shui),目前渣場(chang)大多(duo)要求(qiu)封閉,濃鹽(yan)(yan)水(shui)中(zhong)氯離(li)子濃度高,易(yi)腐蝕氣化(hua)設備,進(jin)入灰渣易(yi)造成二(er)次污染。濃鹽(yan)(yan)水(shui)作為煤(mei)堆的(de)除(chu)塵(chen)灑水(shui)不被行(xing)業接受(shou)。
高濃度固化處理是廢水零排放方案應用(yong)(yong)的瓶頸,目(mu)前國內對高濃度鹽水處理通常采用(yong)(yong)自然(ran)蒸發固化的方式(shi)。
結語:
我國(guo)能源(yuan)結構決(jue)定煤化工(gong)(gong)在我國(guo)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)必然(ran)趨勢(shi),煤氣化廢(fei)(fei)水因煤化工(gong)(gong)藝導致(zhi)廢(fei)(fei)水中污染物含(han)(han)量較大,確(que)定完善的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)藝應做(zuo)好中試(shi)工(gong)(gong)作。有機廢(fei)(fei)水做(zuo)好處(chu)(chu)理(li)(li)非常重要,除油,脫酚是預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)重點,含(han)(han)鹽廢(fei)(fei)水熱濃縮處(chu)(chu)理(li)(li)成(cheng)本(ben)較大,應加(jia)大對生物除鹽技術的(de)(de)(de)研究。加(jia)大多種處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)優(you)化組合處(chu)(chu)理(li)(li)煤化工(gong)(gong)有機廢(fei)(fei)水的(de)(de)(de)研究。