煤氣化廢水處理工藝淺析

張波慧

摘 要：我國在推行新型煤化工產業建設中，也逐步加強了煤氣化技術的使用，但是煤氣化過程會產生大量廢水，如果不重視廢水處理，很容易對環境帶來污染。本文基于煤氣化廢水來源特點，在討論各種處理現狀與研究方向的同時，提出了深度處理構建思路，僅供參考。

關鍵詞：煤氣化;廢水處理;工藝現狀;研究方向

1 煤氣化廢水來源特點

煤氣化廢水是廢水的一種，主要是在生產煤氣或天然氣的階段產生的，通常來源于冷凝、洗滌與分餾工段，含有較大含量污染物、油、酚類，氨氮濃度也相對較高，毒性較強。由此可以看出，煤氣化廢水的主要特點，包括濃度大、污染性和毒性強、降解難度大[1]。

煤氣化廢水的另一顯著特點為，各企業在原煤成分與氣化工藝上差別較大。德士古氣化工藝在廢水量的產生，以及污染程度上都較低，但是相較于魯奇氣化工藝，不具備較強煤種適應性。與之相對的，魯奇氣化工藝會帶來較大污染程度的廢水，尤其是魯奇氣化工藝生成的廢水中，酚含量較多，處理難度更大，運行成本同樣很高。在煤種的應用上，氣化工藝如果選擇煙煤與褐煤為原料，相較于焦炭和無煙煤會帶來更大污染?；诖耍绻簹饣に嚭兔悍N不同，則煤氣化廢水處理工藝也會相應產生變化。

2 煤氣化廢水處理應用現狀和研究方向

2.1 物化預處理工藝

煤氣化廢水中存在的氨、酚濃度，大大超出了生化處理的標準，因此，預處理的本質要求，就是脫酚除氨，從而達到降低后續生化處理單元負荷的目的，提升生化處理效果。對于煤氣化廢水中存在的不同種類成分，預處理在方式上也會有所不同。如果處理對象為酚類污染物，則以水蒸氣脫酚法、溶劑萃取脫酚法為主。具體而言，水蒸氣脫酚法相對簡單，可以將廢水中存在的揮發性酚類，通過蒸汽實現含酚蒸汽的分離，之后讓蒸汽與鈉堿溶液充分反應，產生酚鈉鹽溶液，利用酸中和方式進行提純回收;溶劑萃取法則是在萃取劑高分配系數基礎上，令酚轉到萃取劑中，達到分離酚的效果。鑒于廢水中含氨較多，而水蒸汽提純方法可以分離氨，因此水蒸汽提純法應用相對廣泛。分離廢水中油類物質，則通常以氣浮法和隔油池分離法為主[2]。

2.2 生化處理技術

當前技術發展背景下，在煤氣化廢水生化處理工藝上，通常有序批式活性污泥法（SBR）與厭氧--缺氧--好氧組合工藝（A-A/O）。

SBR的工作原理為間歇曝氣方式，主要是采用時間分割操作，實現對空間分割的替代，達到穩態生化反應的理想狀態，具備運行間歇性與有序性。該工藝欲提升凈化效果，主要是通過凈化池厭氧好氧狀態的變換實現的，而且凈化池內部的處理水，可以稀釋緩沖煤氣化廢水，耐沖擊負荷較好，另外還有工藝操作簡便，成本可控的優勢。

A-A/O工藝則具備較高脫氮效率，可以形成類似生物選擇器效果，使污泥沉降性能得到改善，而且也可以補償硝化過程中的堿含量。但是A-A/O工藝的缺陷同樣不容忽視，例如需要對污泥回流系統與混合液回流系統進行分別設置，會消耗巨大動力[3]。

3 煤氣化廢水深度處理思路構建探索

煤氣化廢水在生化處理過后，會減少大部分有機污染物、氰化物、氨氮等，但是其中還會存在一些難于被降解的污染物，這些污染物會對生化處理出水色度產生影響，難以達到國家排放標準，同樣無法進行廢水回收，因此需要進行一定程度深度處理?，F階段，煤氣化廢水深度處理工藝，主要以混凝沉淀法、吸附法、固定化生物技術與超濾反滲透等相關技術為主。

3.1 混凝沉淀法

傳統去除懸浮物的方式，以反應沉淀工藝為主，常規反應沉淀、澄清技術會對濾池造成較大壓力，生產成本較高。近些年，有人在此基礎上提出了高?；炷恋砑夹g，也就是在混凝沉淀池內部，進行折板、斜管、多孔網格的布置，利用微渦的高強度，提升混合均勻性，使反應速率提升;利用多層網格對水流剪切力與湍動度進行控制，使密實礬花容易沉淀。除此之外，應用高效小間距復合斜板沉淀設備，可以令上升流速達到3m/s左右，不出現堵塞問題，以保證在各個階段不會對排泥產生障礙，提升出水水質，出水濁度可以降至低于3度的標準[4]。

3.2 吸附法

吸附屬于傳質過程的一種，由于未能百分之百發揮物質表面分子對物質外部的作用力，因此液體與固體表面可以對其他類型液體與氣體，產生較強吸附作用，而且表面積越大，吸附能力就越大，這也是工業生產上，利用表面積較大的物質進行吸附的原因，常見的水膜、活性炭等。吸附法通常以多孔性固體為主，用固體表面吸附廢水中的污染物質，達到分離效果。吸附法具備能耗較低、操作方便、污染物去除效果較好等優勢，但是通常會耗費較多吸附劑，再生費用難以有效控制，因此應重視物美價廉吸附劑地開發工作[5]。

3.3 固定化生物技術

固定化微生物技術也是近些年應運而生的新技術之一，該技術最大的創新性，體現在可以在固定優勢菌種時自由選擇。被固定之后的細胞，明顯提升了抗毒性。固定化生物技術可以令生物反應器之內的微生物細胞純度與濃度得到顯著提升，保持菌種數量，產生污泥較少，不會阻礙反應器內部的固液分離反映，在氨氮去除與有機物降解上優勢相對明顯。相關研究資料顯示，好氧生物流化床法，在融合了固定化微生物技術后，對煤氣化廢水進行處理，在污染物去除率上，CODC可達98.6%、氨氮99.8%、揮發酚99.6%、懸浮物56.3%，而且效果相對穩定。但是鑒于菌種種類不同時，在不同物質氧化分解效率上差異相對明顯，實際情況的煤氣化廢水成分復雜程度較高，因此在針對實際廢水進行處理時，如果只采用單一菌種，則效果往往不盡人意?，F階段，煤氣化廢水中含有較多污染物成分的現象，已經引起了相關人員的注意，未來的研究內容，將傾向篩選成本更低的菌種，強化工程菌株的多樣化功能方面。

3.4 超濾反滲透等膜處理技術

當前技術研發背景下，雙膜技術是研發熱點之一，該技術也是工程預處理方法之一。具體而言，超濾可以使廢水中的有機物含量降低，防止反滲透膜受到污染，使膜的使用壽命進一步延長，令膜工程成本投入更加可控。除此之外，反滲透膜還能進一步起到良好脫鹽效果。需要注意的是，雙膜技術成本相對較高，因此迫于資金壓力，很多企業并不會主動使用雙膜技術。未來的研發重點，應放在降低雙模技術成本投入的方面[6]。

4 結論

煤氣化廢水中污染物較多，處理難度偏大，而且每種處理方法都是優劣勢并存，在具體處理上，應該根據實際情況，選擇處理工藝最優解，達到廢水排放標準。

參考文獻：

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[3]王東，王小東，朱引，沈斐，李激，王碩.生物吸附-多級A/O-活性焦組合工藝對污水中氮磷及有機污染物的去除[J].環境工程學報，2018，12（7）：1907-1916.

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