煤化工废水处理面临问题及方案研究
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煤化工废水处理面临问题及方案研究
作者:任军蒋聪张凯轩李冉
来源:《中国化工贸易·上旬刊》2017年第07期
摘要:煤化工可以分为传统煤化工与现代煤化工,目前煤化工技术在国外较为成熟,国内没有进行大规模煤化工建设,对于美国德国等煤化工技术及技术储备进行创新改进,煤气化、炼焦等工业生产过程中产生的废水是产生煤化工废水主要方式,煤化工的废水严重限制项目发展,我们通过处理煤化工废水,不断进行技术创新进步,形成成熟的产品,并将行业推进黄金时代。
本文介绍煤化工水污染现状,并对现如今存在的处理方式进行分析,为煤化工水处理研究打下基础。
关键词:化工废水;污染;工艺处理
煤气化、炼焦等工业生产过程中产生的废水是产生煤化工废水主要方式,其中废水主要包括气体废水、生活废水、浓盐水、化学水站排水等等,最难处理且水质最为复杂的部分是气体废水,包含大量高酚高氨等物质,产生大量的有害物质且COD波动范围超过几十倍,另外最难处理的废水属于煤化工废水,包括含盐及高盐水废水,对于一般循环污水及化工污水等,关键技术在于处理盐物质。
1 废水污染现状
对于耗水量巨大的煤化工项目,水装置的规模也是巨大的,需要蒸汽及循环水资源。
高水耗对应高废水,煤制化肥项目污水占据新鲜水的含量一半,宁夏化工基地废水年排放量达到2500万吨,数据显示该基地福建氨氮含量同比增加比例较大,氨氮排放比2010年增加接近6倍,不断污染大坝水,目前没有直接数据表明煤化工基地与水质变化之间关系,目前难以解决的且严峻的是煤化工废水污染问题。
2 煤化工废水处理
预处理工序包括气浮、沉淀、过滤、萃取、气提等,将高难度氨氮进行回收处理,排除水质中油类及灰渣等物质,废水主要包括气体废水、生活废水、浓盐水、化学水站排水等等,正常运行后期生化处理工序,回收气浮及酚氨。
预处理碎煤加压气化废水最主要是回收酚氨物质,在实际脱酚的处理中以萃取为主,技术核心是萃取脱酚的萃取剂,在中科院研究所研究出来的专利萃取剂能够很大程度提高废水可生化性能,将氨氮从高温蒸汽中淬炼出来属于酚氨回收,运行效果良好的情况下,经酚氨回收后,废水中挥发酚、挥发氨几乎全部去除。
气浮属于预处理阶段必须要去除油物质,煤化工中废水油质较多,进入生化系统对转移氧气效率有很大影响,必须去除。
现如今最广泛的工序是气浮,新工艺不断结合尼可尼气浮、涡凹气浮、浅层气浮等方面,在煤化工中掺杂很多其他物质,采用物理方法进行去除辅助工序等,可以实现除油等效果。
生化处理,被誉为煤化工废水处理的核心部分,煤化工废水其主要特点在于水量大、水中杂志多、包含大量高酚高氨等物质,目前采用的生化处理方式包括好氧气、及厌氧两种方式,由于煤直接进行液化处理,得到的有机废水较多,通常情况下处理比较复杂,对于处理废水的工艺有些不同,像神华集团项目中非常规手段进行处理,可以使废水处理效果满足污水这排放的要求,达到一级标准。
最难处理且水质最为复杂的部分是气体废水,包含大量高酚高氨等物质,深处理方式进行高级氧化吸附以及三级生化处理,降解高分子有机物进行处理,吸附、催化氧化等等,在众多项目中应用且取得优异的成果,效果良好,吸附方式降低水质污染物,采用活性炭、树脂、煤灰等等进行吸附功能,在众多物质中活性炭由于性能稳定,更多的应用于实际工艺中。
活性焦作为深度处理的主体工艺。
解析煤化工水污染来源并对煤化工水处理进行研究,各个阶段不断探索进步,形成相对稳定成熟的工艺及方式,但是仍然需要很多研究与探讨,比如酚氨工艺回收效果不稳定,通常高pH值情况下,难以产生好的萃取脱酚效果,预处理高含油废水效果差,对工序改变可能会造成废水水质变化较大,工序不稳定,且运行效果差,出水 COD、氨氮超标也是项目实际运行过程中产生的问题,大部分工艺设计不符合实际情况,带来硫化氢有毒气体问题、分质处理设计不合理,没有达到预期效果等
3 结论
上述方式处理化工水污染有积极效果,针对煤化工废水处理时候的主要问题,不断深入考虑,通过处理煤化工废水,不断进行技术创新进步,实地考察一套结合工程效益、技术经济水平较好的方案,探讨实施技术优化方案,不断分析成果及处理问题,将工程实际情况与实际效果相结合,给出合理的优化建议,并以此为依据,着力解决解决长期发展存在的废水处理制约问题。
参考文献:
[1]王楠楠.微波强化Fenton深度处理煤化工废水反应器设计与工艺研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2016.
[2]谢添.混凝沉淀-Fenton氧化-SBR-活性炭吸附法深度处理煤化工废水效能的研究[D].吉林:吉林建筑大学,2015.
[3]周煜坤.UF-NF-RO膜技术用于煤化工废水深度回用研究[D].北京:北京交通大学,2013.
作者简介:
任军(1991- ),男,汉族,宁夏回族自治区固原市泾源县人,本科,山东科技大学化学与环境工程学院化学工程与工艺2014级,研究方向为化学工程与工艺。
蒋聪(1997- ),男,汉族,山东省临沂人,本科,山东科技大学化工学院化学工程与工艺2015级,研究方向化学工程与工艺。
张凯轩(1996- ),汉族,男,河北省井陉县人,山东科技大学本科在校生,机械电子工程学院测控技术与仪器,主要研究方向测控技术与仪器。
李冉(1998- ),汉族,男,山东省滨州市沾化县人,山东科技大学本科在校生,地球科学与工程学院水文与水资源工程专业,主要研究方向:水文与水资源工程。