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煤炭資源是我國的重要基礎(chǔ)資源,煤化工泛指煤的氣化,焦化加工等。包括以煤為基礎(chǔ)原料制成的碳素材料等,目前我國煤化工企業(yè)呈現(xiàn)富煤,缺油的現(xiàn)象,耗水量大,產(chǎn)生的廢水量高,污染物濃度高。在一定程度上限制了煤化企業(yè)的發(fā)展。加強對煤化工廢水處理技術(shù)對促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

一、煤化工廢水的來源與處理作用

1、煤化工廢水來源

焦化廢水指高溫狀態(tài)下干餾煉焦,形成成分復(fù)雜的剩余氨水冷凝液,煤氣凈化中,及焦油交工等過程中產(chǎn)生的成分復(fù)雜的廢水。

氣化廢水指爐中煤燃料以空氣為氣化介質(zhì),可燃物發(fā)生化學(xué)反映轉(zhuǎn)化為氣體燃料,產(chǎn)生煤氣洗滌廢水等氣化廢水。常見的有加液態(tài)排渣,氣流床氣化排渣等。液化廢水直接液化以煤燃料在爐中高溫高壓狀態(tài)下,使燃料有機高分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為低分子液體燃料,間接液化煤氣氣化后產(chǎn)生合成氣,與催化劑作用產(chǎn)生燃料油。

煤化工廢水特點是組分復(fù)雜,含有大量固體懸浮顆粒,氧,硫化物等有毒有害物質(zhì),COD值與色度高。廢水中污染物含量不同。煤化工廢水的COD值在2000-5000mg/L,氨氮在200-600mg/L。氰化物在10-30mg/L,氰化物等污染物濃度高,存在多種難降解的有機物,加大了處理難度。

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2、廢水處理作用

煤化工廢水污染物危害性較大,如直接排放到自然界會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,煤化工廢水中含有大量的有機物,對土壤結(jié)構(gòu)及性質(zhì)造成破壞。廢水中有機物與土壤中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),易生成致癌性質(zhì)的有機物,如通過植物進入人體會嚴(yán)重影響人類健康。煤化工廢水直接排入河流中會污染周圍水資源,造成水中生物滅亡。破壞河流的生態(tài)系統(tǒng)。

煤氣化廢水回收產(chǎn)生的污染物成分復(fù)雜,通??蛇x擇對酚進行回收處理,減少酚含量,應(yīng)用生化技術(shù)處理,降低廢水處理難度,提高水質(zhì)與資源利用率。酚回收處理主要通過酚回收裝置進行溶劑萃取脫酚工藝處理,酚溶解水密度小于溶劑,實現(xiàn)酚轉(zhuǎn)移。現(xiàn)常用溶劑為二異炳基醚,不需堿反萃取。

水蒸氣氣提提取可溶性氣體,達到分離氨與氣體氣體的目的。實現(xiàn)磷氨再生,將氨進行整流,冷凝,經(jīng)過對氨回收處理廢水濃度有效降低。

二、生物處理煤化工廢水

在上世紀(jì)七八十年代,美國學(xué)者對傳統(tǒng)活性污泥工藝進行了大量研究,實驗結(jié)果表明活性污泥工藝是去除有機污染物的有效途徑。結(jié)果指出活性污泥工藝的硝化作用有限。廢水中氰酸鹽與氨的去除要延長HRT20天以上。

工程菌技術(shù)通過人工投加等手段選擇適應(yīng)待處理廢水水質(zhì)的優(yōu)勢菌種,工程菌技術(shù)尚處于實驗室研究中,目前尚無成功應(yīng)用于煤制氣廢水處理中的實例。

SBR法能讓生物反應(yīng)器內(nèi)具有不斷交替的好氧代謝環(huán)境,擁有處理有毒或高濃度有機廢水的能力。在煤制氣廢水處理技術(shù)中受到了研究者的關(guān)注,在實際工程中得到了應(yīng)用。好氧生物膜法附著生長方式有利于優(yōu)勢菌群自然篩選,能使工藝出水達到更低的污染物濃度。

煤制氣廢水中硫氰化物等對硝化與反硝化具有抑制毒性的作用,蒸餾氨工藝易造成煤制氣廢水生物脫氮過程困難。缺氧與好氧組合生物處理技術(shù)逐漸受到重視。A-O法對有機物與氨氮有較好的去除效果。是常用的生物脫氮技術(shù)。

三、深度處理煤化工廢水

煤制氣廢水中降解有機物多呈膠體狀態(tài),廢水中投加混凝藥劑可改變難降解有機物穩(wěn)定狀態(tài),污染物凝聚成大絮體后得到分離,常用的混凝藥劑有聚丙烯酰胺,硫酸亞鐵等。單一臭氧氧化反應(yīng)生成物是醛與羧酸,將臭氧氧化技術(shù)單獨用于煤化工廢水處理的研究較少。

催化濕式氧化技術(shù)在在傳統(tǒng)濕式氧化工藝中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎└倪M新型水處理技術(shù),催化濕式氧化技術(shù)凈化效率高,但技術(shù)難點是制備出活性高,穩(wěn)定性強的催化劑。超聲波氧化技術(shù)溶液瞬間高壓高溫條件下產(chǎn)生的氧化劑氧化難降解有機物。

電化學(xué)氧化法通過電反應(yīng)氧化去除污水中污染物,對煤化廢水中的COD有很好的去除效果,但對鹽的去除效果不明顯。廢水中污染物成分復(fù)雜,對電的催化活性造成影響。

光催化氧化法在反應(yīng)溶液中加入一定量的半導(dǎo)體催化劑,通過OH的強氧化作用處理有機污染物,能有效的將難降解有機物轉(zhuǎn)化為H2O,CO2等小分子無機物。因此被認為有發(fā)展前景的高級氧化技術(shù)。

超臨界氧化技術(shù)是新興的有機廢水處理技術(shù),在高溫高壓與高濃度氧條件下進行反應(yīng)器的腐蝕問題較為嚴(yán)重,是其工業(yè)化的主要障礙。

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四、煤化工廢水處理技術(shù)展望

煤化工廢水可通過有機廢水處理,高濃鹽水固化處理實現(xiàn)廢水率處理。目前煤化工業(yè)有機廢水處理工藝預(yù)處理包括隔油,沉淀等,主要去除乳化油及膠態(tài)COD,因萃取工藝不同,國內(nèi)酚氨回收裝置脫除率效率地域*裝置,增加了后續(xù)生化處理的難度,采用魯奇氣化煤化工項目首先要提高酚氨脫除效率,可根據(jù)水質(zhì)情選擇SBR,MBR等工藝。

隨著膜分離技術(shù)的進步,膜的使用價格逐漸降低。煤化工行業(yè)含鹽廢水處理工藝路線多采用兩段式處理工藝。有預(yù)處理等過程使用的少量化學(xué)品,濃鹽水處理是煤化工廢水*的關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)很多企業(yè)將濃鹽水作為煤堆場的除塵灑水,目前渣場大多要求封閉,濃鹽水中氯離子濃度高,易腐蝕氣化設(shè)備,進入灰渣易造成二次污染。濃鹽水作為煤堆的除塵灑水不被行業(yè)接受。

高濃度固化處理是廢水*方案應(yīng)用的瓶頸,目前國內(nèi)對高濃度鹽水處理通常采用自然蒸發(fā)固化的方式。

結(jié)語:

我國能源結(jié)構(gòu)決定煤化工在我國發(fā)展的必然趨勢,煤氣化廢水因煤化工藝導(dǎo)致廢水中污染物含量較大,確定完善的處理工藝應(yīng)做好中試工作。有機廢水做好處理非常重要,除油,脫酚是預(yù)處理的重點,含鹽廢水熱濃縮處理成本較大,應(yīng)加大對生物除鹽技術(shù)的研究。加大多種處理工藝的優(yōu)化組合處理煤化工有機廢水的研究。




本文標(biāo)題:煤化工污水COD分析方法的研究
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