煤炭资源是我国的重要基础资源, 煤化工泛指煤的气化, 焦化加工等。包括以煤为基础原料制成的碳素材料等, 目前我国煤化工企业呈现富煤, 缺油的现象, 煤气化是龙头企业, 耗水量巨大, 产生的废水量高, 污染物浓度高。在一定程度上限制了煤化企业的发展。加强对煤化工废水处理技术对促进企业可持续发展的研究具有重要的现实意义。
焦化废水指高温状态下干馏炼焦, 形成成分复杂的剩余氨水冷凝液, 煤气净化中, 及焦油交工等过程中产生的成分复杂的废水。
气化废水指炉中煤燃料以空气为气化介质, 可燃物发生化学反映转化为气体燃料, 产生煤气洗涤废水等气化废水。常见的有加液态排渣, 气流床气化排渣等。液化废水直接液化以煤燃料在炉中高温高压状态下, 使燃料有机高分子结构转化为低分子液体燃料, 间接液化煤气气化后产生合成气, 与催化剂作用产生燃料油。
煤化工废水特点是组分复杂, 含有大量固体悬浮颗粒, 氧, 硫化物等有毒有害物质, COD值与色度高。废水中污染物含量不同。煤化工废水的COD值在2000-5000mg/L, 氨氮在200-600mg/L.氰化物在10-30mg/L, 氰化物等污染物浓度高, 存在多种难降解的有机物, 加大了处理难度。
煤化工废水污染物危害性较大, 如直接排放到自然界会造成严重的环境污染, 煤化工废水中含有大量的有机物, 对土壤结构及性质造成破坏。废水中有机物与土壤中其他物质发生反应, 易生成致癌性质的有机物, 如通过植物进入人体会严重影响人类健康。煤化工废水直接排入河流中会污染周围水资源, 造成水中生物灭亡。破坏河流的生态系统。
煤气化废水回收产生的污染物成分复杂, 通常可选择对酚进行回收处理, 减少酚含量, 应用生化技术处理, 降低废水处理难度, 提高水质与资源利用率。酚回收处理主要通过酚回收装置进行溶剂萃取脱酚工艺处理, 酚溶解水密度小于溶剂, 实现酚转移。现常用溶剂为二异炳基醚, 不需碱反萃取。
水蒸气气提提取可溶性气体, 达到分离氨与气体气体的目的。实现磷氨再生, 将氨进行整流, 冷凝, 经过对氨回收处理废水浓度有效降低。
在上世纪七八十年代, 美国学者对传统活性污泥工艺进行了大量研究, 实验结果表明活性污泥工艺是去除有机污染物的有效途径。结果指出活性污泥工艺的硝化作用有限。废水中氰酸盐与氨的去除要延长HRT20天以上。
工程菌技术通过人工投加等手段选择适应待处理废水水质的优势菌种, 工程菌技术尚处于实验室研究中, 目前尚无成功应用于煤制气废水处理中的实例。
SBR法能让生物反应器内具有不断交替的好氧代谢环境, 拥有处理有毒或高浓度有机废水的能力。在煤制气废水处理技术中受到了研究者的关注, 在实际工程中得到了应用。好氧生物膜法附着生长方式有利于优势菌群自然筛选, 能使工艺出水达到更低的污染物浓度。
煤制气废水中硫氰化物等对硝化与反硝化细菌具有抑制毒性的作用, 蒸馏氨工艺易造成煤制气废水生物脱氮过程困难。缺氧与好氧组合生物处理技术逐渐受到重视。A-O法对有机物与氨氮有较好的去除效果。是常用的生物脱氮技术。
煤制气废水中降解有机物多呈胶体状态, 废水中投加混凝药剂可改变难降解有机物稳定状态, 污染物凝聚成大絮体后得到分离, 常用的混凝药剂有聚丙烯酰胺, 硫酸亚铁等。单一臭氧氧化反应生成物是醛与羧酸, 将臭氧氧化技术单独用于煤化工废水处理的研究较少。
催化湿式氧化技术在在传统湿式氧化工艺中加入适当的催化剂改进新型水处理技术, 催化湿式氧化技术净化效率高, 但技术难点是制备出活性高, 稳定性强的催化剂。超声波氧化技术溶液瞬间高压高温条件下产生的氧化剂氧化难降解有机物。
电化学氧化法通过电极反应氧化去除污水中污染物, 对煤化废水中的COD有很好的去除效果, 但对盐的去除效果不明显。废水中污染物成分复杂, 对电极的催化活性造成影响。
光催化氧化法在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂, 通过OH的强氧化作用处理有机污染物, 能有效的将难降解有机物转化为H2O, CO2等小分子无机物。因此被认为有发展前景的高级氧化技术。
超临界氧化技术是新兴的有机废水处理技术, 在高温高压与高浓度氧条件下进行反应器的腐蚀问题较为严重, 是其工业化的主要障碍。
煤化工废水可通过有机废水处理, 高浓盐水固化处理实现废水高效率处理。目前煤化工业有机废水处理工艺预处理包括隔油, 沉淀等, 主要去除乳化油及胶态COD, 因萃取工艺不同, 国内酚氨回收装置脱除率效率地域国外先进装置, 增加了后续生化处理的难度, 采用鲁奇气化煤化工项目首先要提高酚氨脱除效率, 可根据水质情选择SBR, MBR等工艺。
随着膜分离技术的进步, 膜的使用价格逐渐降低。煤化工行业含盐废水处理工艺路线多采用两段式处理工艺。有预处理等过程使用的少量化学品, 浓盐水处理是煤化工废水零排放的关键技术。国内很多企业将浓盐水作为煤堆场的除尘洒水, 目前渣场大多要求封闭, 浓盐水中氯离子浓度高, 易腐蚀气化设备, 进入灰渣易造成二次污染。浓盐水作为煤堆的除尘洒水不被行业接受。
高浓度固化处理是废水零排放方案应用的瓶颈, 目前国内对高浓度盐水处理通常采用自然蒸发固化的方式。
结语:我国能源结构决定煤化工在我国发展的必然趋势, 煤气化废水因煤化工艺导致废水中污染物含量较大, 确定完善的处理工艺应做好中试工作。有机废水做好处理非常重要, 除油, 脱酚是预处理的重点, 含盐废水热浓缩处理成本较大, 应加大对生物除盐技术的研究。加大多种处理工艺的优化组合处理煤化工有机废水的研究。
摘要：煤化工废水主要来源是焦化废水, 液化废水, 煤化工废水以高浓度煤气洗漆废水为主, 煤化工废水内含污染物质达300多种, 煤化工综合废水COD可达5000nig/L, 处理煤化工废水的传统方法有物理法与生物法, 深度处理法包括膜法与物化法。本文介绍了煤化工废水的性质来源, 给出运用到中试阶段的膜法处理技术。
关键词：煤化工废水,废水处理
[1] 贾瑞民.煤化工废水处理技术面临的问题与技术优化研究[J].中国石油和化工标准与质量, 2018, 38 (20) :170-171.
[2] 吴峰.新型煤化工废水零排放技术问题分析[J].民营科技, 2018 (08) :75.
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