國內(nèi)煤氣化廢水處理分析
時(shí)間:2022-06-11 09:49:42
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摘要:近年來,我國現(xiàn)代化進(jìn)程不斷推進(jìn),經(jīng)濟(jì)也隨之發(fā)展。但社會(huì)進(jìn)步的同時(shí),也帶來了一系列負(fù)面問題,比如國內(nèi)煤氣化廢水處理。本文從煤氣化廢水的水質(zhì)特點(diǎn)以及處理要求入手,分析了我國目前煤氣化廢水處理的現(xiàn)狀,對(duì)產(chǎn)生此問題的關(guān)鍵因素進(jìn)行了重點(diǎn)分析,研究發(fā)現(xiàn)主要問題有膜污染抑制、濃鹽水蒸發(fā)以及氨氮的高效脫除等,基于此,發(fā)現(xiàn)從對(duì)個(gè)處理單元進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)以及將多工藝復(fù)合起來兩個(gè)方面出發(fā),能夠極大程度的改善處理效果,節(jié)約成本。
關(guān)鍵詞:煤氣化廢水;現(xiàn)狀;問題分析
中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,離不開煤化工產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)。我國煤化工產(chǎn)業(yè)基本都分布于北部以及西部地區(qū),其區(qū)域最主要的特征就是多煤而缺水,目前,大多數(shù)區(qū)域都對(duì)水質(zhì)排放有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),甚至有些區(qū)域由于水資源短缺,還要求煤氣化廢水零排放,但就我國目前的煤氣化廢水處理水平來看,高要求排放以及零排放都有不小難度。因此,我國煤氣化產(chǎn)業(yè)急需處理效果好、運(yùn)行成本低的煤氣化廢水處理技術(shù),從而為我國煤氣化發(fā)展提供一個(gè)良好的保障。本文圍繞煤氣化廢水處理技術(shù)中存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析,并提出一些建設(shè)性意見。
1煤氣化廢水的水質(zhì)特點(diǎn)
煤氣化工藝不同,產(chǎn)生的廢水水質(zhì)也大不相同,但它們具有一個(gè)共性,即氨氮的含量濃度高,并且含有氫化物。流化床氣化廢水含有焦油,一般為10~20mg/L,COD為200~300mg/L,酚類濃度≤20mg/L,氫化物濃度一般不大于5mg/L。氣流床氣化廢水不產(chǎn)生焦油,但氨氮含量高達(dá)400~2700mg/L,具有硬度大、懸浮濃度高等特點(diǎn)。固定床氣化廢水多含苯環(huán)衍生物以及酚等難以降解有機(jī)物,氨氮含量較前兩者多,通常為3500~10000mg/L,COD約為13500~70000mg/L。煤氣化產(chǎn)生的水分雜質(zhì)多、成分復(fù)雜,并且具有一定的毒性,對(duì)于其中難以降解的化學(xué)物要重點(diǎn)進(jìn)行去除。此外,煤質(zhì)的不同也會(huì)使得同一種氣化工藝產(chǎn)生的廢水水質(zhì)存差異。在煤氣化廢水處理方面,我國通常采用預(yù)處理、生物處理以及深度處理等復(fù)合式處理方法。
2預(yù)處理技術(shù)問題分析
(1)懸浮物及油漬的去除一般來說,處理煤氣化廢水中的懸浮物常用的辦法是混凝沉淀法。因?yàn)榛炷恋矸▽?duì)工廠來說投資相對(duì)較少,并且具有操作簡單的特點(diǎn)。混凝沉淀法可以根據(jù)煤氣化廢水的不同類型隨時(shí)調(diào)節(jié)試劑的用量來去除其中的懸浮物和油漬。其中混凝劑和助凝劑的不同種類都要通過混凝攪拌實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行選擇確定。比較典型的是固定床氣化廢水。在固定床氣化廢水中含有大量的浮油、乳化、溶解油和分散油。其中浮油和分散油可以利用油和水之間的密度差,通過分層去除,一般采用隔油和氣浮技術(shù)。而另外兩種油即乳化油和溶解油,其去除難度相對(duì)較大。由于乳化油在水中呈現(xiàn)較好的穩(wěn)定性,在去除之前必須先進(jìn)行破乳處理,然后才能進(jìn)行氣浮等后續(xù)處理。溶解油主要成分為苯酚類化合物,需要采取化學(xué)萃取技術(shù)將油類化合物從廢水中分離。(2)氨和酚的回收與脫除對(duì)于脫氨處理,工廠中一般采用的是單塔加壓側(cè)線抽出汽提和雙塔加壓汽提兩種方式,在處理的過程中能耗較大,還要隨時(shí)預(yù)防和解決氨鹽結(jié)晶的問題,對(duì)于目前的技術(shù)來說有一定的復(fù)雜性。有學(xué)者針對(duì)目前的脫氨處理手段提出了新的模型,即雙側(cè)線汽提塔模型,而且通過實(shí)驗(yàn)證明了這種方法的可行性。另外,也有學(xué)者提出將差壓式熱耦合和蒸汽壓縮技術(shù)結(jié)合使用來降低傳統(tǒng)脫氨方法的能量損耗。脫酚對(duì)于煤氣化廢水處理也是一個(gè)比較關(guān)鍵的步驟。在目前的技術(shù)水平下,氨酚處理往往是同步進(jìn)行的,其主要方法是先要進(jìn)行脫酸萃取脫酚,然后進(jìn)行脫氨處理。
3生物處理技術(shù)問題分析
(1)常規(guī)生物處理的工藝分析對(duì)于煤氣化廢水處理,工廠一般采用的是多種生物處理工藝技術(shù)相結(jié)合的辦法進(jìn)行徹底凈化,但是考慮到整體工藝的成本、消耗及操作的復(fù)雜性,一般會(huì)采用另外一種辦法。該工藝的主體仍然是氧化溝,最常見的工藝是水解酸化+A/O+曝氣生物濾池。煤氣化生物處理工藝一般比較常見的是活性污泥法,把整個(gè)脫氮過程和各個(gè)硝化細(xì)節(jié)放在不同的時(shí)間段進(jìn)行,由于水力停留時(shí)間比較長,會(huì)造成污泥膨脹的問題。這一類問題,需要部分學(xué)者進(jìn)行探索研究,以減少運(yùn)行成本和保證運(yùn)行中的穩(wěn)定性。(2)新型生物處理技術(shù)有部分學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)的廢水脫氮技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,通過各種實(shí)驗(yàn)已經(jīng)找到了同步硝化反硝化和短程硝化反硝化的應(yīng)用技術(shù)。通過最新型的生物固定技術(shù)和生物強(qiáng)化技術(shù),并優(yōu)化運(yùn)行中的各類參數(shù)來完成更高程度的脫氮,總體上實(shí)現(xiàn)了對(duì)氨氮的有效去除。另外,為了控制酚類物質(zhì)對(duì)微生物生長的抑制,可以通過高效的厭氧工藝去除酚類物質(zhì)和其他難降解物質(zhì)。有學(xué)者提出使用脫酚功能菌進(jìn)行脫酚,并取得了巨大成效。
4深度處理技術(shù)問題分析
(1)高級(jí)氧化我們常用芬頓氧化、電化學(xué)氧化以及臭氧催化氧化等方法來進(jìn)行高級(jí)氧化的處理。此類高級(jí)氧化處理工藝都具有一個(gè)共性,即高能耗、高藥劑消耗量、運(yùn)行成本高,在進(jìn)行煤氣化廢水深度處理時(shí),運(yùn)行成本是其最主要的一個(gè)限制因素。通過相關(guān)研究資料發(fā)現(xiàn),利用非均相臭氧化技術(shù)能夠很好進(jìn)行高級(jí)氧化,此項(xiàng)技術(shù)所用到的催化劑是可再生的,并且對(duì)于臭氧也有著一定的分解利用率,催化劑也是目前煤氣化產(chǎn)業(yè)專業(yè)人員所重點(diǎn)研究的對(duì)象。有學(xué)者通過實(shí)踐提出了等離子深度氧化以及超臨界水氧化等新型高級(jí)氧化技術(shù),可高效徹底去除廢水中有機(jī)污染物,但其運(yùn)行穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。(2)吸附吸附技術(shù),主要是針對(duì)煤氣化廢水中的難降解有機(jī)物,通常與生物處理技術(shù)聯(lián)合起來,在深度處理單元方面應(yīng)用,此外,也可以在膜分離工藝之前使用,能夠大幅優(yōu)化入膜的水質(zhì)?;钚蕴渴浅S玫奈絼?,但其成本較高,且再生困難,因此,研究新型的低成本吸附劑是煤氣化廢水處理產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要研究方向,根據(jù)目前的研究現(xiàn)狀來看,褐煤中所產(chǎn)生的活性焦能夠有效改善這一現(xiàn)狀,活性焦中比較發(fā)達(dá)的中孔能夠很好地吸附大分子有機(jī)物,目前,此項(xiàng)技術(shù)已被應(yīng)用至魯奇爐氣化廢水深度處理。但需要注意的一點(diǎn)就是整個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生焦粒,需要采取混凝沉淀的方法將其去除。(3)膜分離及濃鹽水蒸發(fā)目前膜分離技術(shù)已被廣泛應(yīng)用至工業(yè)廢水的處理,其具有操作簡單、低耗能以及脫鹽率高等特點(diǎn),但將其運(yùn)用至煤氣化廢水的深度處理仍然存在著一系列問題,即膜污染及濃鹽水的處理。因此,化工企業(yè)提出了高效反滲透方法來對(duì)易引起無機(jī)鹽結(jié)垢的物質(zhì)進(jìn)行溶解和去除,這種方法可以提高pH值,能夠有效地防止微生物對(duì)RO膜造成污染。
5結(jié)語
總而言之,煤氣化廢水雜質(zhì)多,氨氮含量濃度高,需要同時(shí)采用預(yù)處理、生物處理以及深度處理三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)其進(jìn)行徹底去除,常用的處理技術(shù)也存在著一些缺陷,有些處理環(huán)節(jié)已得到改善,但有些環(huán)節(jié)還需要進(jìn)一步優(yōu)化完善。通過化工企業(yè)廢水處理專業(yè)研究人員的不斷研究,我國煤氣化廢水處理水平會(huì)越來越高。
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作者:王青 邢憲鋒 單位:新奧環(huán)保技術(shù)有限公司