煤化工工業廢水處理的常用工藝與運行

2017-09-29

煤化工產業是個高能耗、高汙染產業,需要大量的水資(zī)源,同時產生大(dà)量工業(yè)廢水,對周圍(wéi)環境產生了巨大威(wēi)脅,因此廢水處理至關重(chóng)要。既能實現節能減排,同時又能節省自己的生產成本。本文簡要概述了煤化工工業廢水處理的常用工藝(yì)及運行情況。

1 煤化(huà)工過程中產生(shēng)的工業廢水特點

煤(méi)化工排放的工(gōng)業廢水主要(yào)以高濃度的(de)煤氣洗滌水為主,其中含有大量酚、油、氰化物(wù)、氨氮等有(yǒu)害、有毒的物(wù)質。廢水中COD含量大多在5000mg/L左右、氨氮含量在(zài)200~500mg/L左右,其中的有機汙染物主要(yào)有多(duō)環芳(fāng)香化合物、酚類和含氧、氮、硫的雜環化(huà)合物。煤化工廢水是典型的含有(yǒu)難降(jiàng)解有機化(huà)合物(wù)的生產廢水。煤化工工業廢水中難(nán)降解(jiě)有機化合物主要是吡啶、聯苯、哢唑、三聯苯等(děng);易降解(jiě)有機化合物主要是苯類(lèi)、酚類化合物,比(bǐ)如有吡咯、呋喃、萘、眯唑等。

2 煤化工(gōng)廢水處理的(de)常用(yòng)工藝

煤化(huà)工廢水處理工藝基(jī)本上是遵行:首先,物化預處理;其次,A/O生化(huà)處理;最後,物化深度處理(lǐ),這樣的工藝路線。以下對(duì)各個步驟分(fèn)別作簡單介紹。

2.1 預處理

煤化工工業(yè)廢水中含有較多油脂組分,而過多油脂會影(yǐng)響(xiǎng)後麵的生化處理效果,因此工業廢水(shuǐ)處理必然(rán)要先除去其中(zhōng)的油脂類。去除油脂的最佳方法是隔(gé)油池與氣浮法相結合,其目的是除去廢水中的油類並加以回(huí)收利用,而且還能起到相當於預曝氣的(de)作用。工業廢水的預處理主(zhǔ)要形式還有均質調節、通過初(chū)沉(chén)除去(qù)大顆粒固(gù)體等形式。

2.2 生化處理

經過預處理(lǐ)後的煤化工工(gōng)業廢(fèi)水,我們一般采用缺氧生物法、好(hǎo)氧生物法相結合的處理工藝即A/O工藝,由於煤化工工藝(yì)廢水中的含有雜環、多環(huán)類化合物,用傳統好氧生物法處理過後的廢水中COD指(zhǐ)標很(hěn)難穩定達標。於是為解決以上問題(tí),有人又提出了一些新的好氧生物處理(lǐ)方(fāng)法,比(bǐ)如PACT法、厭(yàn)氧生物法、流動床生物(wù)膜法(CBR),曝(pù)氣生物濾池BAF法等。(1)PACT法 PACT法是通過在活性汙泥曝氣池中加入一定量的活性炭粉末,利用(yòng)活性炭對溶解氧、有機物等的(de)吸附作用(yòng),可以為微生物生長提供食物,來(lái)加快對有機物(wù)的氧化分解。活性炭則可以用濕空氣(qì)氧化的方法(fǎ)來再生。

(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。該方法所用(yòng)反應器由荷蘭的G.Lettinga等在1977年開(kāi)發成功,在反應(yīng)器底部設有汙(wū)泥層,廢水自下而上通過(guò)反應器,大部分有機物可(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)流動床生物膜法 CBR法其實是一種基於特殊填料的生物流化床工藝,該工藝在同一(yī)個處理單元中將活性汙泥法與生物膜法有機結合(hé),將特(tè)殊載體填料加入(rù)到活性汙泥池中,微生物(wù)就可以附著在懸浮填料表麵生長,從而形成微生物膜層。反應池中生物濃度(dù)是(shì)懸浮生長活性汙泥處理工藝的2~4倍,可達到(dào)8~12g/L,降(jiàng)解效率成倍提高。

(4)曝氣生物濾池法 曝氣(qì)生(shēng)物濾池法(BAF)是一種新(xīn)型高負荷、浸沒式、固定生(shēng)物膜的反應池(chí),該法集生物膜法、活性汙泥法兩種方法各自的優點於一身(shēn),還將物理過濾和生化反應兩種處理過程集中(zhōng)到同一反應池中進行。采用BAF法聯合(hé)處理煤化工(gōng)工業廢水(shuǐ),取得了相當滿意的(de)效果。

優缺點:PACT法比較環保,但是吸附的速度比較慢,吸附劑回收(shōu)困難,比較適合處理含固體(tǐ)較多的工業廢水處(chù)理;厭氧(yǎng)生物法在反應器中進行,壓(yā)降較大,對溫度要(yào)求(qiú)高,適合處理有機物較多的工業廢水處理;流動(dòng)床生物(wù)膜(mó)法是兩種方法的結合處理速度快,但是價格昂(áng)貴,適合處理要求高(gāo)的工業廢水處(chù)理;曝氣生物濾池法,作為一種新方法價格高,工業廢水處理效果好,但是還沒有大規模的應用。

2.3 深度處理

煤化工(gōng)工業廢水經過生化處理後,水中的COD指標、氨氮濃度(dù)等得到極大的降低,但難降解有機(jī)物仍使廢水的(de)色度、COD等指標無法達到排放標準。因此,經過生化處理後的工業廢水仍需進一(yī)步處理。深度廢水處理(lǐ)方法主要包括固定化生物技術、混凝沉澱法、吸附法和超濾、反滲透等膜處理法。

(1)固定化生物技(jì)術(shù) 這是新發展起來的技術,可選擇(zé)性固定優勢菌種,同時能針對性地處(chù)理含有難降解有機物廢水。

(2)混凝沉澱法 該(gāi)法是在生產過(guò)程中用混凝劑比如鋁鹽、鐵鹽、聚(jù)鐵、聚鋁及(jí)聚(jù)丙烯酰胺等來加強(qiáng)沉澱的效果,同時要調節(jiē)好pH值,使廢水中懸浮物在混凝劑作用下能夠加快聚集、下沉,達(dá)到固液分離。這樣可以除去廢水中懸浮有機(jī)物,有效(xiào)地降低(dī)廢(fèi)水濁度(dù)。

(3)吸附法(fǎ) 由於固體表麵具有吸附溶質、膠(jiāo)質(zhì)的能(néng)力,因(yīn)此(cǐ)當工業廢(fèi)水通過比(bǐ)表麵積很大(dà)的吸附劑時,其中的汙染物(wù)就可能會被吸附到(dào)固體顆粒上。這種方法可以獲得較好的(de)效果,同時也可能有(yǒu)吸附劑用量大、費用高的問題,容易產生二次汙染。

(4)超濾、反滲透等膜處(chù)理法 由於水資源日益短缺,水價(jià)格也不斷(duàn)上(shàng)漲,工業廢水循環利用勢在必行,將膜技術應用到廢水處理也(yě)越來越普遍。目前,雙膜技(jì)術作為國際上研發、工程化應用的熱點技術,是有效的工程預處理方法,通過超濾除去廢水中(zhōng)的大多數濁度、有機物,減輕對反滲透(tòu)膜的(de)汙染,可延長膜的(de)壽命,減少運(yùn)行成本。反滲透膜不但能去除工業廢水(shuǐ)中的有機物、降低COD含量,同時還有家較好的脫鹽效果。由於脫除COD、脫鹽、脫色能同時在一步(bù)完成,使其出水品質高,可直接作為生產循(xún)環用水,可實現煤化工工業廢水處理後的零排放和煤化工清潔生產。

優缺點:固定化生物技術,對菌種的要求高,適合處理一些特定的難降解的廢水;混凝沉澱法該技(jì)術比較成熟,應用廣泛,但是(shì)對廢水的pH值要求高;吸(xī)附法效果好,但是存在吸附劑用(yòng)量大、費用高的問題的問題(tí),適合處理含(hán)有固體顆粒較多的廢水(shuǐ);超濾(lǜ)、反滲透等膜處理法是一種新方法,對膜的要求高,優點就是處理後的(de)水(shuǐ)質好,適合對處理要求高的工(gōng)業廢水。

3 煤化工工業廢水處理工藝選(xuǎn)擇

傳統的生物氧化法處理廢水,其出水中含有少量的難降解有機化合物,使COD含量偏(piān)高,無法(fǎ)達到排放標準;而吸附(fù)法能有效降低COD含量,但(dàn)存在吸附劑再生及二次汙染(rǎn)問題;缺氧/好氧法與BAF法聯合處理煤化工工(gōng)業(yè)廢水可取得(dé)理(lǐ)想的(de)處理(lǐ)效果,使運行管理成(chéng)本相對較低,因此該工(gōng)藝是煤化工工業廢水處理的主要工藝。混凝沉澱法與超濾、反滲透雙膜處理技術相結合則可實現深度處理,達到回收利(lì)用的(de)目的(de)。

4 結 論

根據我國的能源結構,缺油、少氣、多煤的現狀,以後(hòu)將大力發展煤化工來替代石油化(huà)工,煤化工作為一個耗能、耗水大戶,其產生的工業廢水處理(lǐ)不容忽(hū)視,隻有選擇(zé)合適的工業廢水處理工藝才能實現煤的綜合利用(yòng),實現節能減排的目標,煤化工工業廢(fèi)水循環(huán)利用,促進煤化工和生態環境的持續發展。


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