今天為廣大朋友介紹的是——煤化工綜合廢水COD處理技術(shù)
目前我國(guó)能源的基本格局為“富煤、少油、有氣”，以至于能源工業(yè)更大程度地依賴煤化工，因此在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中煤化工占很大比例。當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤化工領(lǐng)域應(yīng)用比較多的氣化工藝為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(yán)重的環(huán)境污染，尤其是生產(chǎn)過(guò)程排出廢水對(duì)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(fù)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(jié)合處理很難達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，以至于煤化工 廢水的排放處理問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)廢水處理領(lǐng)域的一大難題。針對(duì)此，本文對(duì)煤化工廠綜合廢水的來(lái)源及組成特點(diǎn)進(jìn)行歸納，并對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤化工廠綜合廢水處理技術(shù)進(jìn)行介紹，同時(shí)把存在的問(wèn)題進(jìn)行整理，比較后對(duì)其他水處理技術(shù)在煤化工廢水處理領(lǐng)域應(yīng)用的可行性進(jìn)行分析，旨在為我國(guó)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(yīng)溫度高，原料煤轉(zhuǎn)化徹底，反應(yīng)產(chǎn)物主要是CO和H2，不含或只含少量復(fù)雜的烴類物質(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(jié)合的方式對(duì)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(tǒng)被證明可長(zhǎng)周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較多的工藝是兩級(jí)閃蒸之后進(jìn)行混凝沉降。兗礦國(guó)泰化工有限公司采用兩級(jí)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(xì)渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物經(jīng)壓濾機(jī)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(jī)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(gòu)成高COD和高氨氮的有機(jī)廢水，處理目標(biāo)是降低COD和氨氮類物質(zhì)濃度，使其達(dá)到排放或含鹽廢水處理段的進(jìn)水要求。有機(jī)廢水來(lái)源較廣，水量、水質(zhì)等指標(biāo)容易大幅度波動(dòng)，可能對(duì)下游設(shè)施造成較大影響，甚至?xí)拐麄�(gè)系統(tǒng)癱瘓，所以一般情況下有機(jī)廢水在進(jìn)行物化預(yù)處理前先通入調(diào)節(jié)池。物化預(yù)處理包括隔油、氣浮、過(guò)濾和沉淀等，可根據(jù)具體水質(zhì)并結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本，選擇其中一個(gè)或幾個(gè)工藝結(jié)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(jié)。生化處理是有機(jī)廢水處理的核心部分，根據(jù)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(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，前人對(duì)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(xiàng)目中也得到應(yīng)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(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。山西污染物組成特點(diǎn)及現(xiàn)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(yù)處理和生化處理后，再進(jìn)行常規(guī)混凝沉淀即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);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(jī)物的含量，當(dāng)前應(yīng)用較多的是適合處理輕污染廢水的曝氣生物濾池工藝。
含鹽廢水的處理
經(jīng)脫氨氮和COD后的有機(jī)廢水、循環(huán)排污水和化學(xué)水站排放的污水統(tǒng)稱為含鹽廢水，主要特點(diǎn)是氨氮和COD含量低，但溶解性鹽類含量較高，TDS值達(dá)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(guó)內(nèi)應(yīng)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(yán)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(jí)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(yīng)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(shù)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含量已基本滿足回用水標(biāo)準(zhǔn)要求，但溶解性鹽類含量仍較高，需進(jìn)一步脫鹽處理。鹽水的回收率，比較高可達(dá)95%。當(dāng)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(jī)械蒸發(fā)，這種傳統(tǒng)的方法對(duì)于處理高濃度鹽水效果顯著。自然蒸發(fā)是通過(guò)建設(shè)蒸發(fā)塘，利用太陽(yáng)能將高濃鹽水逐漸蒸發(fā)，結(jié)晶后填埋。工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)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(yīng)用。機(jī)械蒸發(fā)是通過(guò)外加能量，使高濃鹽水在蒸發(fā)裝置內(nèi)加速蒸發(fā)，國(guó)內(nèi)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(yīng)用中運(yùn)行尚可。內(nèi)蒙古神華煤制油公司的濃鹽水處理工藝是由美國(guó)GE公司設(shè)計(jì)，主要設(shè)備包括二效降膜循環(huán)蒸發(fā)器和一臺(tái)外加熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器，處理量達(dá)200m3/h，目前已滿負(fù)荷運(yùn)行。機(jī)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(duì)較小，但耗能大，運(yùn)行費(fèi)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(jié)晶或深埋處理。
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