煤化工綜合廢水COD處理技術(shù)

　　目前我國能源的基本格局為“富煤、少油、有氣”，以至于能源工業(yè)更大程度地依賴(lài)煤化工，因此在我國工業(yè)發(fā)展中煤化工占很大比例。當前國內煤化工領(lǐng)域應用最多的氣化工藝為SHELL、GSP、WHG、HT-L等幾種加壓粉煤氣化技術(shù)，在為我們帶來(lái)潔凈能源的同時(shí)，也造成了嚴重的環(huán)境污染，尤其是生產(chǎn)過(guò)程排出廢水對環(huán)境的惡劣影響。煤化工生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水成分復雜，屬難生化降解的高濃度工業(yè)廢水。單純依靠物化法和生化法的結合處理很難達排放標準，以至于煤化工 廢水的排放處理問(wèn)題一直是國內廢水處理領(lǐng)域的一大難題。針對此，本文對煤化工廠(chǎng)綜合廢水的來(lái)源及組成特點(diǎn)進(jìn)行歸納，并對當前國內煤化工廠(chǎng)綜合廢水處理技術(shù)進(jìn)行介紹，同時(shí)把存在的問(wèn)題進(jìn)行整理，最后對其他水處理技術(shù)在煤化工廢水處理領(lǐng)域應用的可行性進(jìn)行分析，旨在為我國煤化工綜合廢水排放或回用處理提供有價(jià)值的參考。

　　煤氣化中水回用處理

　　SHELL、GSP、WHG和HT-L等4種煤氣化工藝反應溫度高，原料煤轉化徹底，反應產(chǎn)物主要是CO和H2，不含或只含少量復雜的烴類(lèi)物質(zhì)，所以在激冷或粗煤氣洗滌過(guò)程中形成的廢水成分簡(jiǎn)單，處理容易。煤氣化廢水處理目的是去除氨氮，分離出固體熔渣，目前較多采用汽提法或閃蒸法。河南龍宇煤化工有限公司采用汽提和沉降工藝結合的方式對SHELL煤氣化產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，處理后中水大部分回用，且系統被證明可長(cháng)周期、安全、穩定運行。國內應用最多的工藝是兩級閃蒸之后進(jìn)行混凝沉降。兗礦國泰化工有限公司采用兩級閃蒸除去GSP煤氣化黑水中的可溶性氣體，閃蒸后的灰水則送入沉降槽，加入少量絮凝劑(如聚氯化鋁或PAM)以加速灰水中細渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物經(jīng)壓濾機濾出并壓制成渣餅。沉降槽上部的清水進(jìn)入緩沖罐進(jìn)而返回激冷室循環(huán)利用。

　　有機廢水的處理

　　煤氣化工段的部分外排污水、生產(chǎn)裝置污水、地面沖洗水和生活污水等構成高COD和高氨氮的有機廢水，處理目標是降低COD和氨氮類(lèi)物質(zhì)濃度，使其達到排放或含鹽廢水處理段的進(jìn)水要求。有機廢水來(lái)源較廣，水量、水質(zhì)等指標容易大幅度波動(dòng)，可能對下游設施造成較大影響，甚至會(huì )使整個(gè)系統癱瘓，所以一般情況下有機廢水在進(jìn)行物化預處理前先通入調節池。物化預處理包括隔油、氣浮、過(guò)濾和沉淀等，可根據具體水質(zhì)并結合經(jīng)濟成本，選擇其中一個(gè)或幾個(gè)工藝結合。物化法工藝簡(jiǎn)單，是煤化工廢水進(jìn)行生化處理前不可或缺的環(huán)節。生化處理是有機廢水處理的核心部分，根據廢水MBR、SBR和氧化溝等生化處理技術(shù)的組合，但要求工藝必須具有硝化和反硝化能力，必要時(shí)可外加碳源來(lái)提高氨氮類(lèi)物質(zhì)的去除率。多種多樣的生化處理技術(shù)是在活性污泥法的基礎上發(fā)展起來(lái)的，前人對生化技術(shù)在水處理領(lǐng)域做了大量的研究工作，并在某些化工廢水處理項目中也得到應用。韓洪軍等[7]采用EC厭氧/生物增濃/改良AO/混合沉淀/BAF工藝處理煤化工廢水，處理出水ρ(COD)≤60mg/L、ρ(NH3-N)≤5mg/L，達到國家一級排放標準。山西污染物組成特點(diǎn)及現場(chǎng)場(chǎng)地情況可選擇A/O、A2O、臨汾煤氣化公司采用缺氧-好氧-接觸氧化工藝處理煤氣化廢水可使水中COD3000mg/L、氨氮650mg/L、酚類(lèi)250mg/L降至140mg/L、230mg/L、0.9mg/L，處理效果明顯。煤化工廢水經(jīng)過(guò)物化預處理和生化處理后，再進(jìn)行常規混凝沉淀即可達到排放標準;若排放水回用，還需進(jìn)行深度處理和除鹽處理。深度處理目的是進(jìn)一步降低污水中氨氮和有機物的含量，當前應用較多的是適合處理輕污染廢水的曝氣生物濾池工藝。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　含鹽廢水的處理

　　經(jīng)脫氨氮和COD后的有機廢水、循環(huán)排污水和化學(xué)水站排放的污水統稱(chēng)為含鹽廢水，主要特點(diǎn)是氨氮和COD含量低，但溶解性鹽類(lèi)含量較高，TDS值達500～5000mg/L，并含有一定量的固體雜質(zhì)。含鹽廢水經(jīng)混凝沉降后即可排放，但若作為化工生產(chǎn)的回用水則需進(jìn)行除鹽處理。含鹽廢水的處理方法主要有膜分離法、離子交換法和蒸餾法等工藝。膜分離主要有超濾和反滲透，國內應用較多的是二者組合的雙膜工藝。在廢水進(jìn)入雙膜之前，除需進(jìn)行絮凝沉淀或過(guò)濾除去懸浮固體，還要嚴格控制廢水中COD含量，以防超濾膜和RO膜遭到破壞或污染。膜分離技術(shù)進(jìn)行分子級過(guò)濾，在獲得合格回用水的同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生濃度更高的濃鹽水。實(shí)際應用中，通過(guò)雙膜后約65%左右的水可直接作為生產(chǎn)水回用，余下35%的濃鹽水TDS值相比進(jìn)水增大數倍，需進(jìn)行進(jìn)一步除鹽處理。高效膜濃縮工藝及水軟化技術(shù)的配合使用可大大提高濃(BAF)。至此，煤化工污水中的氨氮和COD含量已基本滿(mǎn)足回用水標準要求，但溶解性鹽類(lèi)含量仍較高，需進(jìn)一步脫鹽處理。鹽水的回收率，最高可達95%。當前處理高濃鹽水的主要方法是蒸餾法，包括自然蒸發(fā)和機械蒸發(fā)，這種傳統的方法對于處理高濃度鹽水效果顯著(zhù)。自然蒸發(fā)是通過(guò)建設蒸發(fā)塘，利用太陽(yáng)能將高濃鹽水逐漸蒸發(fā)，結晶后填埋。工藝簡(jiǎn)單，運行費用低，但占地面積過(guò)大，蒸發(fā)效率低，只能適合在土地廉價(jià)、陽(yáng)光充足的地方應用。機械蒸發(fā)是通過(guò)外加能量，使高濃鹽水在蒸發(fā)裝置內加速蒸發(fā)，國內目前主要有蒸汽壓縮蒸發(fā)工藝、多效蒸發(fā)工藝和多效閃蒸工藝，在已有的工程應用中運行尚可。內蒙古神華煤制油公司的濃鹽水處理工藝是由美國GE公司設計，主要設備包括二效降膜循環(huán)蒸發(fā)器和一臺外加熱式強制循環(huán)蒸發(fā)結晶器，處理量達200m3/h，目前已滿(mǎn)負荷運行。機械蒸發(fā)在一定程度上加快了高濃鹽水的處理速度，占地面積相對較小，但耗能大，運行費用高。高濃鹽水經(jīng)過(guò)蒸餾處理后，90%可做回用水，余下的少量超濃鹽水可選擇自然蒸發(fā)結晶或深埋處理。