煤化工工業廢(fèi)水處理的常用(yòng)工藝與運行
煤化工產業是個高能耗、高(gāo)汙染產業,需要大量的水資源,同時(shí)產生(shēng)大量(liàng)工業廢水,對周圍環(huán)境產生了(le)巨(jù)大威脅,因此廢水處理至關重要。既能實現節能減(jiǎn)排,同時(shí)又(yòu)能節省自己(jǐ)的生產成本。本文簡(jiǎn)要概述(shù)了煤化工工業廢水處理的常(cháng)用工藝及運行(háng)情況。
1 煤化工過程中產生的工業廢水特點
煤化工排(pái)放的(de)工業廢水主要以高濃度的煤氣洗滌水為主,其中含有大量酚、油、氰化物、氨氮等有害、有(yǒu)毒的物質。廢水中COD含(hán)量大多在5000mg/L左右、氨氮(dàn)含量在200~500mg/L左右,其中的有機(jī)汙染物主要有多環芳香化合物、酚類和含(hán)氧、氮、硫的雜環化合物。煤化工廢水是典型的含有難(nán)降解有機化(huà)合物的生產(chǎn)廢水。煤(méi)化工工業廢水中難降解有機化合物主要(yào)是吡啶、聯苯、哢唑、三聯(lián)苯等;易(yì)降解有機化(huà)合(hé)物主要是苯類、酚類化(huà)合物(wù),比如有吡咯、呋喃、萘、眯唑等。
2 煤(méi)化工廢水處(chù)理的常用工藝
煤化工廢水處理工藝基本上是遵行:首先,物化預處理;其次,A/O生化處理;最後,物化深度處理,這樣的工藝路線。以下對各(gè)個步驟分別作簡單介紹。
2.1 預處理
煤(méi)化工工業廢水(shuǐ)中含有較(jiào)多油脂組(zǔ)分,而過多油脂會影響後麵的生化處理效果,因此工業廢水(shuǐ)處(chù)理必然要先除去其中(zhōng)的油脂類。去除油脂的最佳方法是隔油池與氣浮法相結合,其目的是除去廢水中的(de)油類並加以回收利用,而且(qiě)還能起到相當於預曝氣的作用。工業廢(fèi)水的預處理主要形式還有(yǒu)均質調節、通(tōng)過初沉除去大顆粒固體等形式。
2.2 生化處理
經過預處理後的(de)煤化工工業(yè)廢水,我們一般采(cǎi)用缺氧生物(wù)法、好氧生物法相結合的處理(lǐ)工藝即A/O工藝,由於煤化工工藝廢水中(zhōng)的(de)含(hán)有雜環(huán)、多環類化合物,用傳統好氧生物法處(chù)理過(guò)後(hòu)的廢水中COD指(zhǐ)標很難穩定達標。於是(shì)為解決(jué)以上問題,有(yǒu)人(rén)又提出了一些新的好氧生(shēng)物處理方法,比如PACT法、厭氧生物(wù)法(fǎ)、流動床生物膜法(CBR),曝氣生物(wù)濾池BAF法等。(1)PACT法 PACT法是通過在活性汙泥曝氣池中加入一定(dìng)量的(de)活性(xìng)炭粉末,利用活性炭對溶(róng)解氧、有機物等(děng)的吸附作用,可以為微生物生長提供食物,來加快對有機物的氧化分解。活性炭則可以用濕(shī)空氣氧(yǎng)化的方法來(lái)再生(shēng)。
(2)厭氧生物法 它是將上流式厭氧汙泥床(UASB)工藝應用於煤化工工業廢水處理。該(gāi)方法所用反應器由荷蘭的G.Lettinga等(děng)在1977年開發成功,在反應器底部設(shè)有汙泥層,廢(fèi)水自下而上通過反應器,大部分有機物(wù)可(kě)被微生物轉化成CO2和CH4。在反應器上部,設有三相分離器,可以使氣、液、固三相分離。
(3)流(liú)動床生物膜法 CBR法其實是一種基於特殊填料的生(shēng)物流化床工藝,該工藝在同一(yī)個處理單元中將活性汙泥法(fǎ)與生物(wù)膜法有機結合,將特殊載體填料加(jiā)入到活性(xìng)汙泥(ní)池中,微生物就可以附著在懸浮填料(liào)表麵生(shēng)長,從而形成微生物膜層。反應池中生物濃度是懸浮生長活性(xìng)汙泥處理工藝的2~4倍(bèi),可達(dá)到8~12g/L,降解效率(lǜ)成(chéng)倍提高。
(4)曝(pù)氣生物濾池法 曝氣生物濾(lǜ)池法(BAF)是一種新型高負荷、浸沒式、固定生物膜的(de)反(fǎn)應池,該法集生物膜法、活性汙泥(ní)法兩(liǎng)種方法各自的優點於一身,還將物理(lǐ)過濾和生化反應兩(liǎng)種處理過程集中到同一反應池(chí)中進行。采用BAF法聯合處理煤化(huà)工工業廢水,取得了相當滿意的效果。
優缺點:PACT法比較環保,但(dàn)是吸附的速度比較慢,吸(xī)附劑回收困難,比較適合處理含固體較多的工業廢水處理;厭氧生物法在(zài)反應器中進行,壓降較大,對溫度要求高,適合處理有機物較(jiào)多的工業廢水處理;流動床生物(wù)膜法是兩種方法的結合(hé)處理速(sù)度快,但是價格昂貴,適合處理要求高的工業廢水處理;曝氣生物濾池法,作為一種新方法(fǎ)價(jià)格高,工業(yè)廢水處理效果好,但是還沒有(yǒu)大規模的(de)應用(yòng)。
2.3 深度處理
煤化工工業廢(fèi)水經過生化處理後(hòu),水中的COD指標、氨氮(dàn)濃度等得到極大的降低,但難降解有(yǒu)機物仍使廢(fèi)水的色度、COD等(děng)指標無法達到排(pái)放標準。因此,經(jīng)過生化處理後的工業廢水仍需(xū)進一步處理。深度廢水處理方法主要包括固定化生物技術、混凝沉(chén)澱法、吸(xī)附法和超濾、反滲透等膜(mó)處理法。
(1)固(gù)定(dìng)化(huà)生物技術 這是新發展起來的技術,可選擇(zé)性固定(dìng)優勢菌種,同時能針對性地處理(lǐ)含有難降解有機物廢水。
(2)混凝沉澱法 該法是(shì)在生(shēng)產過程中用混凝劑比如鋁(lǚ)鹽(yán)、鐵鹽、聚鐵、聚鋁及聚丙烯酰胺等來加強沉澱的效果,同時要調節好pH值,使廢水中懸浮物在混(hún)凝劑作用下能夠加快聚集、下沉,達到固液分離。這樣可(kě)以(yǐ)除去廢水中(zhōng)懸(xuán)浮有機物,有效地降(jiàng)低廢水濁度。
(3)吸(xī)附法 由於固體表麵具有吸附溶質、膠質的能力,因此當工業(yè)廢水通過比表麵積很(hěn)大的吸附劑時,其中的汙染物就可能會被吸附(fù)到固體顆粒(lì)上。這種方法可(kě)以獲得較好的效果,同時也可能有吸附劑用(yòng)量大、費用高的問題(tí),容易產生二次汙染。
(4)超濾、反滲透等膜處理法 由於水資源日益短缺,水價格也不斷上漲,工業廢(fèi)水循環利用勢在必行(háng),將膜(mó)技(jì)術應用到廢水處理也越來越普遍。目前,雙膜(mó)技術作為(wéi)國(guó)際上(shàng)研(yán)發、工程化應(yīng)用的熱點技術,是有效的(de)工程預處理方法,通過超濾除(chú)去廢水中的大多數濁度、有(yǒu)機物,減輕對反滲(shèn)透膜的汙染,可延長膜的壽命,減少運行成本。反滲透膜不但能去除工業廢水中的有機物、降低COD含量,同時還有家較好(hǎo)的脫鹽效果。由於脫除COD、脫鹽、脫色能同(tóng)時在一步完成,使(shǐ)其出水品質高,可(kě)直接(jiē)作為生產循環用水,可實現(xiàn)煤化工工(gōng)業廢水處理後的零排放(fàng)和煤化工清潔生產。
優缺點:固定化生物技術,對菌種的要求高(gāo),適合處(chù)理一些特定的難降解的廢水(shuǐ);混凝沉澱法該技術比較成熟,應用廣泛,但是對廢水的(de)pH值(zhí)要求高;吸附(fù)法效(xiào)果好,但是存在吸(xī)附劑用量(liàng)大、費用高的問題的問題,適合處理含有固體顆粒較多的廢(fèi)水;超濾(lǜ)、反滲透等膜處(chù)理法是一種新方法,對膜的要求高,優點就是處理(lǐ)後的水質好,適合對處理要求高的工業廢水。
3 煤化工工業廢水處(chù)理工藝選擇
傳統的(de)生物氧化法處理廢水,其出水中含有少量的難(nán)降解有(yǒu)機化合物,使COD含(hán)量偏高,無法達到排放標準;而吸附法(fǎ)能有效降低COD含量,但存在吸附劑再生及二次汙染問題;缺氧/好氧法與BAF法聯合處理煤化工(gōng)工業廢水可取得理想的處理效果(guǒ),使運行管(guǎn)理(lǐ)成本相對(duì)較低(dī),因此該工藝(yì)是煤化(huà)工工業廢(fèi)水處理的主(zhǔ)要工藝。混凝沉澱法與(yǔ)超濾、反滲透雙膜(mó)處理技術相結合則可實現深(shēn)度處理,達(dá)到回收利(lì)用的目的。
4 結(jié) 論
根據(jù)我國的能源結構,缺油、少氣、多煤的現狀,以後將大力發(fā)展煤化工來替代石油化工,煤化工作為一個耗能、耗水大戶,其產生的工業廢水處(chù)理不容忽(hū)視,隻有選擇合適的工業廢水處理工藝才能實現煤的綜合利用,實現節能減排的目標(biāo),煤化工工(gōng)業廢水循環利用,促進煤化工和生態(tài)環境的持續發展。
