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煤化工废水处理零排放技术存在的问题及解决措施

2021-07-26 120 上传者：管理员

摘要：在现代化煤化工产业当中,用水量和排水量都相当巨大,废水所包含的污染物浓度也相对较高,从而对于环境会造成严重的破坏污染。因此在对煤化工水质进行调节处理的同时,还需要对废水的排放进行不断优化,最终实现煤化工产业行业科学、健康、可持续发展。

关键词：
煤化工废水处理
煤炭能源
燃料化工
环境污染
零排放技术
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伴随着我国经济的不断发展，资源利用率需要不断提升，从而满足现代经济对于资源的需求。而在我国众多资源行业当中，煤炭价格属于下行周期。新型煤化工产业的发展，在我国的能源结构当中呈现出石油相对较少、天然气相对较少但是煤炭相对丰富的状态，主要是对石油化工产品和燃料油产品进行合成、制取、补充、替代，在对经济得到最大化满足的过程当中，需要不断地对资源产生的依赖进行减少。在2014的能源会议当中，对于煤制油和煤制气的规划做出了明确的规定，规划表示到2020年需要对煤制油建设3000万t，煤制气需要生成500亿m3。在此基础上，还需要对煤化工产业当中对环境的污染现象做出全面的分析和优化，最终实现废水废气零排放的效果和目标。

1、煤气化工艺

1.1 煤气化工艺废水

对汽化炉内的煤颗粒大小和颗粒的流动状态进行分析，总体可以分为三种类型，即以鲁奇为代表的固定床气化炉、以U-Gas（灰团聚/灰融聚）、温克勒（Winkler）等为代表的流化床气化炉和以德士古、壳牌为代表的气流床气化炉。这三种典型的煤气化工艺废水的产生节点见图1。煤气化废水属于一种典型的工业有机废水，其具备着高浓度、高污染、有毒、难降解的特点。

从表1可以看出，气化工艺在生成所形成的废水当中，其具有氨氮含量高的特点，其中酚含量最高的工艺为固定床工艺。气流床工艺所产生的焦油含量相对较低，甲酸化合物相对较高，氰化物在三种工艺当中都会产生，固定床工艺产生的有机污染物COD最多。因此需要对固定床的气化废水有机物，进行进一步的全面分析，经过分析发现，在固定床的气化废水含量当中，存在着多种生物，包含了酚、衍生物，其中如果需要对酚类物质进行生化效果之后的效率要求达到99%的状态，则需要保证其浓度小于50mg/L。在污泥活性对酚类物质具备抑制作用的状态下则需要保证其浓度在50mg/L之上。在固定气化废水当中，包含芳香族物质的衍生物，比如吡啶、吲哚、喹啉、联苯等，生物酶的结合度方面性能相对较差的原因主要是其电子云密度的状态相对分散。

1.2 现代煤化工含盐废水特性

在煤化工工艺所产生的废水中，高含盐废水主要是由系统本身水汽蒸发和中水回用再生所形成的。对其经过特殊生化和膜浓缩处理之后就能实现废水的有效净化，已经成为现代煤化工工业水系统的优化关键步骤。从废水盐分源头分析，主要由煤化工工业用水量的增大和循环使用率的提升造成的。废水处理过程中，利用处理之后所产生的浓盐水对环境会造成一定程度的影响和污染。回用含盐废水成分也相对复杂，多数源于全厂中水回用系统所处理的反渗透浓水。高浓盐水加重污水处理系统的运行负荷，对水体生态环境造成一定污染。加剧土壤的盐渍化，同时还会造成金属管道和设备的腐蚀现象，最终影响设备设施的使用寿命。

2、煤化工废水处理零排放技术存在的问题及解决措施

2.1 技术问题

在对企业零排放分析过程中，需要对其出现的问题做出全面分析，首先企业本身用水量相对较大，需要进行第二水源的应用。在煤制油过程中，每吨产品需要耗水8～12t，煤化工企业一般都建筑在煤炭基地的附近周边地区，其水资源处于匮乏状态，在对有机废水进行预处理和生化处理的过程当中，对于一些成分进行了规定，但是对废水中毒物、易挥发物质、有色物质以及难降解物质的其他有机污染物没有进行规定，在含盐废水的规定当中，对COD、SS、氨氮、TDS等做出了规定，但是污染物的内在成分却没有做出详细规定。

在对煤化工废水零排放的工艺当中，出现的问题主要集中体现在工艺处理之后，在“物化+生化+BAF”的处理之后，其中的双模回收系统当中可以实现对水质和含盐废水的有效回收，在一级反渗透的作用下进行浓水的产生，对于反渗透的浓缩倍数的推算，可以利用推算数值来对水质特点进行表示，如果水质达不到再生的相关标准，则说明水质特点无法查明。在对含盐废水的污堵问题和设备机械的腐蚀问题处理当中，可以利用二级反渗透的方法减少浓水的生产量。反渗透膜在一级反渗透下所产生的钙、镁、硅等离子的作用下会造成严重污染的现象，脱硅问题属于严重问题。

高盐分水对设备会形成相当大的腐蚀，因此减少膜装置和设备的利用率，进而影响其最终使用寿命。在二级浓缩后所产生的浓盐水含量相对较高，这也是处理的关键部位，一般都会利用蒸发结晶进行处理，但需要对其耗能和材质做出相对较高的要求。在自然蒸发的方式当中，企业的应用范围相对较多，在渗透有机物的产生方面概率相对较多，因此产生的外界污染现象所使用到的占地面积也会增加，因此在零排放的现象方面存在偏差，还会产生次生污染的现象和环境隐患。对于大量金属如果处理不当就会形成二次污染，从而造成废渣。其中，废液在运输存储过程中也会对周围环境造成污染。

2.2 解决措施

(1）对有机废水的处理需要利用三个环节来共同实现，其中包含了物化处理、生化处理以及深度处理。物化处理当中，利用隔油池、气浮池和混凝沉淀池来实现处理，油类物质可以在隔油池当中处理，密度较小的油类或者悬浮物质可以在气浮池当中处理，悬浮物和胶体物质可以在混凝沉淀池当中实现去除。在生化处理环节，主要是在一定的工序下实现对有机物的有效处理，来实现对有机物和氮类化合物的去除，其中包含缺氧-好氧脱氮工艺、厌氧-缺氧-好氧工艺、序批式活性污泥法、氧化沟工艺和生物移动床反应器等多种工艺，其中好氧和厌氧的交替运动转换的工艺主要为缺氧-好氧脱氮工艺和厌氧-缺氧-好氧工艺。

好氧和厌氧在氧化沟的工艺当中进行有效的区分，可以最终实现硝化和反硝化的现象。对于生物滤池和流化床的有效结合可以在生物移动床反应器的作用下实现，实现脱氮效果。对于深度处理方面，利用臭氧氧化、化学氧化、曝气生物滤池和活性炭可以实现有效应用。在废水的可生化性提升方面，可以利用臭氧和化学氧化进行改善。对于废水当中的COD和氨氮，可以利用曝气生物滤池来实现。对于水体水质的稳定性，在活性炭的基础作用下，对水质波动冲击之后产生的后续膜实现运行。

(2）在对含盐废水处理的过程当中，可以分为低盐废水、浓盐水处理和高浓盐水固化处理这三种方式。在混凝沉淀、过滤、超滤以及反渗透的作用下，可以实现对低盐废水的处理，其中对SS和胶体物质的去除可以在混凝沉淀作用下实现，对废水中的悬浮物质和胶体可以在过滤作用下去除，最后在超滤和反渗透的作用下可以对SS、胶体及COD的深度去除。在机械过滤、脱钙脱镁、膜浓缩的方式当中可以实现对浓盐水的有效处理。

3、结束语

对于现代的煤化工水系统，含盐废水的处理和利用，主要是对其进行预处理、深度浓缩以及蒸发结晶。在我国煤化工废水零排放技术的实现过程当中，需要以环保和节水为目标，进行回收利用实现，对产业的可持续化发展能带来相对较大的改观。在现阶段部分处理工艺技术还处在试验阶段，污水处理的零排放还需要进行技术性的突破。煤化工项目的含盐废水处理需要不断地实现能耗、物耗节约，对于企业的废水进行不断的深度优化处理。

参考文献:

[1]任同伟,俞彬,阳春芳,等.煤化工高含盐废水资源化处理技术的工程应用研究[J].工业水处理,2019(2):96-99.

[2]赛世杰,党平,刘慧,等.煤化工高盐废水分质盐零排放技术的运行效果研究[J].煤炭加工与综合利用,2017(4):52-55.

文章来源：宋斌,王惠.煤化工项目废水零排放及含盐废水处理技术[J].化工设计通讯,2021,47(07):9-10.