淺析煤化工廢水的處理與回用技術(shù)的研究

曲 濤，李柏良（兗礦國(guó)宏化工有限責(zé)任公司，山東 鄒城 273512）

淺析煤化工廢水的處理與回用技術(shù)的研究

曲 濤，李柏良
（兗礦國(guó)宏化工有限責(zé)任公司，山東 鄒城 273512）

本文對(duì)對(duì)煤化工廢水特性進(jìn)行了闡述，對(duì)廢水的處理與回用技術(shù)工藝的進(jìn)行分析，并對(duì)煤化工廢水“零排放”技術(shù)進(jìn)行了展望。

煤氣化廢水；廢水處理與回用；膜分離

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.016

1　煤化工廢水的基本特點(diǎn)

煤化工企業(yè)排放的廢水含高濃度煤氣洗滌水為基礎(chǔ)的，它含有大量的酚，氰化物，石油，氨等有毒有害物質(zhì)。集成廢水CODcr的一般為5000mg/升左右，氨在200～500毫克/升，含有有機(jī)污染物，包括酚類，多環(huán)芳族化合物和氮，氧，硫的雜環(huán)化合物的廢水，是一種典型的含有難降解的有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。廢水易降解的有機(jī)物主要是酚類化合物和苯系物；吡咯，萘，呋喃，咪唑?qū)儆谏锝到獾挠袡C(jī)物；耐火有機(jī)物主要是砷吡啶，咔唑，聯(lián)苯，三聯(lián)苯等。同時(shí)煤化學(xué)廢水的存在下，通過生物處理，然后在高顏色和濁度的特性，因?yàn)樗卸喾N發(fā)色團(tuán)和發(fā)色團(tuán)的幫助有機(jī)物，如：3-甲基-1，3，6-三烯庚，5 - 降冰片烯-2-羧酸，2-氯-2-降冰片烯，2-羥基 - 苯并呋喃，苯酚，1-甲磺酰基-4-甲基 - 芐基，3-甲基苯并噻吩，萘-1，8-二胺。

因此，這樣的煤化工后的廢水再利用或達(dá)標(biāo)排放來實(shí)現(xiàn)的，主要是為了進(jìn)一步降低的CODcr，氨氮，色度和濁度等指標(biāo)。

2　生物處理煤化工廢水

（1）工程菌的利用。工程菌技術(shù)通過手動(dòng)添加或固定馴化選擇裝置，適于處理后的廢水質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)菌種，可在廢水中達(dá)到有針對(duì)性的，高效去除目的難降解有機(jī)物。在煤化工廢水處理中，大規(guī)模應(yīng)用工程菌技術(shù)到生產(chǎn)實(shí)際中仍存在較多問題；（2）SBR的應(yīng)用。特殊的操作模式SBR法能使具有不斷交替的有氧和無氧代謝環(huán)境，具有多種生物微生物群落結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，以及處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力，生物反應(yīng)池。因此，SBR法煤制氣廢水生物處理技術(shù)是研究人員越來越多的關(guān)注，并在煤化工污水處理工程的實(shí)際應(yīng)用；（3）好氧生物膜法。更有利的天然過濾細(xì)菌，可有效的降解各種污染物，特別是難降解有機(jī)污染物的降解優(yōu)勢(shì)菌、煤氣廢水，可以使這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)污染物的低濃度污水附增長(zhǎng)方式的有氧生物膜優(yōu)勢(shì)；（4）A/O和A/A/O法的應(yīng)用。煤化工廢水酚，硝化菌毒的反硝化抑制氰化物和硫喹啉，而預(yù)處理氨蒸發(fā)工藝，不易發(fā)生水堿度，導(dǎo)致生物脫氮煤化工廢水的過程是非常困難的。單獨(dú)需氧或厭氧處理煤化工廢水處理都很難獲得滿意的效果，缺氧和好氧生物處理技術(shù)相結(jié)合是逐漸被研究者的重視。在有機(jī)物和氨氮去除效果的煤化工廢水處理過程中A-O法更好，煤化工廢水處理中的應(yīng)用最常用的生物脫氮技術(shù)。

3　深度處理煤化工廢水

（1）混凝沉淀法。廢水中的煤化學(xué)難治性有機(jī)物主要是膠體和暫停狀態(tài)，加入到廢水中的廢水凝血藥物難治性有機(jī)物時(shí)可以改變穩(wěn)定狀態(tài)，并且在分子重力污染物顆粒聚集成較大的絮凝物或沉淀分離后得到的。常用的凝結(jié)劑是氯化鋁，聚丙烯酰胺，硫酸鋁，硫酸亞鐵，氯化鐵等；（2）高級(jí)氧化法。預(yù)處理（隔油 - 浮選 - 去除苯酚 - 氨蒸發(fā)）+生物治療有效的組合（雙循環(huán)UASB-ABFB）+高級(jí)氧化工藝（臭氧活性炭）煤化工廢水處理工藝的組合。結(jié)果表明，在原水COD22385mg/ L時(shí)，當(dāng)揮發(fā)性酚4454mg/ L，6毫克/升的臭氧濃度時(shí)，出水COD可以降低到21.8mg/ L時(shí)，達(dá)到GB8978-1996的排放標(biāo)準(zhǔn)。多相催化臭氧經(jīng)常與金屬氧化物，負(fù)載在載體上的金屬，金屬改性沸石，活性炭作為催化劑的技術(shù)。該催化劑體系可以有效地生成OH自由基；（3）膜法的應(yīng)用。膜生物反應(yīng)器（MBR）和反滲透膜技術(shù)在煤化工污水處理的主要代表。當(dāng)進(jìn)水COD，氨和150導(dǎo)電～300毫克/升，20～40毫克/升和2140～3500μS/時(shí)的COD和色度的去除率浸沒超濾為10%至20%，和濁度高達(dá)98%厘米；為化學(xué)需氧量和氨氮的去除率反滲透系統(tǒng)達(dá)到80%以上，脫鹽率一直保持在97%以上；（4）UF-NF-RO膜技術(shù)用于煤化工廢水深度回用研究。煤化工廢水處理和再利用最先進(jìn)和空間技術(shù)的發(fā)展是膜分離技術(shù)。目前使用UF-RO技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用中使用的膜分離技術(shù)的煤化學(xué)廢水處理現(xiàn)有的應(yīng)用實(shí)例，過程，發(fā)現(xiàn)反滲透此過程中的操作壓力高，水產(chǎn)量低，致密水產(chǎn)大，容易膜結(jié)垢和其他問題，并且使用UF-NF過程的較小操作壓力并不能除去的一價(jià)離子。在此基礎(chǔ)上提出了UF-NF-RO深度煤化工廢水處理新技術(shù)。結(jié)果表明，UF-NF-RO工藝處理煤化工廢水二級(jí)出水水質(zhì)穩(wěn)定良好：超濾水SDI持有3個(gè)或更少，90%，除濁；在72.37%0.1NTU以下，硬度去除率，50%或更多COD去除率納濾水的濁度，原水納濾水質(zhì)的影響較小；反滲透為99%，硬度COD去除率和分別為98%，且95%以上的除去率的導(dǎo)電性；污水回用水質(zhì)完全符合要求，該過程不需要操作過程中的化學(xué)清洗。

4　煤化工廢水“零排放”技術(shù)展望

有機(jī)廢水處理，廢水處理鹽，鹽水處理和有效的廢水處理和高鹽水固化站4個(gè)煤化工廢水“零排放”的處理手段。典型工藝如圖1所示。

圖1　典型煤化工廢水零排放工藝設(shè)計(jì)

目前，煤化工有機(jī)廢水處理技術(shù)符合基本路線（預(yù)處理，生物處理+深度）三級(jí)處理工藝。預(yù)處理段包括油脂，空氣，沉淀等的主要目的是去除乳化油和SS和膠體化學(xué)需氧量。對(duì)于魯奇氣化廢水，也包括酚氨回收。生物處理部分，可選擇A / O，A/ A/ O，SBR，氧化溝，膜生物反應(yīng)器（MBR），并根據(jù)水質(zhì)和場(chǎng)地條件等選擇技術(shù)工藝。

隨著膜分離技術(shù)和膜生產(chǎn)工藝的提高，膜的壽命在不斷提高，而且使用的價(jià)格也有所減少，利用的越來越流行。目前，煤化工含鹽廢水處理工藝路線多采用（預(yù)處理，膜分離）兩個(gè)階段（即超濾 - 反滲透）處理工藝。

濃鹽水處理受到限制煤化工廢水“零排放”的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于濃鹽水處理，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)都將集中鹽水灰塵和灰煤場(chǎng)灑水領(lǐng)域。但渣場(chǎng)或煤場(chǎng)大多是封閉式的要求，由濕度消費(fèi)用水限制。此外，氯離子的鹽水濃度高時(shí)，進(jìn)原煤氣化設(shè)備易于腐蝕。鹵水進(jìn)入容易造成二次污染的灰場(chǎng)，也將影響到產(chǎn)品的粉煤灰的利用質(zhì)量。因此，鹽水灰塵和灰分煤場(chǎng)噴淋字段沒有被接受的行業(yè)。

從我們的廢水“零排放”的情況下，實(shí)際操作中，高鹽水腌制過程廢水“零排放”計(jì)劃的應(yīng)用和瓶頸的普及，也是最有爭(zhēng)議的領(lǐng)域。目前，在國(guó)內(nèi)外高鹽水處理常用的機(jī)械蒸發(fā)自然蒸發(fā)和固化固化兩種方法。

［1］孫貴軍.煤化工廢水的來源及處理方案［J］.資源節(jié)約與環(huán)保，2013：119.