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                              煤化工廢水處理工藝

                         上海申弘閥門有限公司

【摘要】：傳統的煤化工是以低技術含量和低附加值產品為主導的高能耗、高排放、高污染、低效益，即“三高一低"行業，這種對資源過度消耗、嚴重污染環境、粗放的不可持續的發展方式己難以為繼。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調節閥,氣動調節閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。潔凈煤技術、*煤轉化技術以及節能、降耗、減排、治污等新技術的集成應用，是現代煤化工的核心。  
【關鍵字】：煤化工廢水、廢水處理工藝、深度處理 
Abstract：The traditional coal chemical industry is a high energy consumption, high emissions, high pollution, low efficiency with low technology content and low added value products as the leading factor, namely "three high and one low" industry, the excessive consumption of resources, serious pollution of the environment, the extensive unsustainable development mode has been difficult to continue. Integrated application of new technology of clean coal technology, advanced coal conversion technology and energy saving, saving, emission reduction, pollution control and so on, is the core of modern coal chemical industry. 
Key words：Coal chemical industry wastewater； wastewater treatment；advanced treatment 

 
一、煤化工行業發展概述  
煤化工始于18世紀，19世紀形成體系，20世紀成為化學工業的重要組成部分。第二次世界大戰后，石油化工消弱了煤化工在化學工業中的地位。20世紀70年代石油能源危機時，煤化工曾一度再受青睞。我國煤炭資源相對豐富，能源消費以煤為主，消費比例高達70%左右，另外，我國的化學工業是以煤化工起家的，過去、現在以致將來，煤化工都是我國化學工業的基礎和支柱之一。 
二、 煤化工發展趨勢 
傳統的煤化工是以低技術含量和低附加值產品為主導的高能耗、高排放、高污染、低效益，即“三高一低"行業，這種對資源過度消耗、嚴重污染環境、粗放的不可持續的發展方式己難以為繼。潔凈煤技術、*煤轉化技術以及節能、降耗、減排、治污等新技術的集成應用，是現代煤化工的核心。 
現代煤化工是技術密集型和投資密集型產業，堅持一體化、基地化、大型化、現代化，形成循環經濟園區實施集約經營。 采取zui有利于資源利用、降低污染、保護生態、提益的建設和運行方式，實現可持續發展。 
三、 煤化工廢水的基本特點 
煤化工企業排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主，水質波動大、組分復雜，廢水含有大量酚、氰及氨氮等污染物，這些污染物大多以芳香族化合物或雜環化合物的形式存在，其生物可降解性較差難降解，煤化工廢水中的氨氮含量很高，是一般城市生活污水的近10倍，碳氮比嚴重失衡，給處理系統增加了非常大的難度。 
目前國內處理煤化工廢水的技術主要采用生化法，生化法對廢水中的苯酚類及苯類物質有較好的去除作用，但對喹啉類、吲哚類、吡啶類、咔唑類等一些難降解有機物處理效果較差，使得煤化工行業外排水CODcr難以達到一級標準。 
同時煤化工廢水經生化處理后又存在色度和濁度很高的特點，因含各種生色團和助色團的有機物，因此，要將此類廢水處理后達到回用或排放標準，主要進一步降低CODcr、氨氮、色度和濁度等指標。 
四、 煤化工廢水處理方法 
氨氮的達標處理是煤化工廢水處理的重點和難點，并已成為處理成敗的決定因素，治理工藝路線基本遵行“物化預處理+生化處理+物化深度處理"，以下做簡單介紹。 
1 、物化預處理  
預處理常用的方法：隔油、氣浮等。 因過多的油類會影響后續生化處理的效果，氣浮法煤化工廢水預處理的作用是除去其中的油類并回收再利用，此外還起到預曝氣的作用。 
2 、生化處理 
對于預處理后的煤化工廢水，國內外一般采用缺氧、厭氧、好氧的生物法處理，但由于煤化工廢水中的多環和雜環類化合物，單獨采用好氧或厭氧技術處理煤化工廢水并不能夠達到令人滿意的效果，厭氧和好氧的聯合生物處理法逐漸受到研究者的重視。 
 （1）改進的缺氧生物法 
在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末對有機物和溶解氧的吸附作用，固化富集廢水中難降解的有機物，為微生物的生長提供食物，從而加速對有機物的氧化分解能力?；钚蕴坑脻窨諝庋趸ㄔ偕?。  
   （2）厭氧生物法  
一種被稱為上流式厭氧污泥床（UASB）的技術，以及由此優化而來的膨脹顆粒污泥床（EGSB）用于處理煤化工廢水。廢水自下而上通過底部帶有污泥層的反應器，大部分的有機物在此被微生物轉化為CH4和CO2在反應器的上部。設有三相分離器，完成氣、液、固三相的分離。 另外，活性炭厭氧膨脹床技術也被用于處理煤化工廢水，該技術可有效地去除廢水中的酚類和雜環類化合物。 
（3）好氧生物法  
CASS工藝是利用自然界的氮循環原理，采用人工控制的方法予以實現的。具體過程為：廢水中的有機氮在好氧條件下離解成氨氮，而后在硝化菌的作用下轉化為硝酸鹽氮（即硝化過程）；隨后在缺氧條件下，反硝化菌作用并由碳源提供能量，使硝酸鹽氮部分變成氮氣逸出（即反硝化過程）。整個生物脫氮過程就是氮的分解還原反應，反應能量從有機物中獲取。在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素主要是溫度、溶解氧、PH值、堿度以及反硝化所需碳源等。生物脫氮系統中硝化菌增長速度緩慢，所以要有足夠長的污泥泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化過程順利進行。 
煤化工廢水經過厭氧酸化處理后，廢水中有機物的生物降解性能顯著提高，使后續的好氧生物處理CODcr的去除率達90%以上。其中較難降解的有機物萘、喹啉和吡啶的去除率分別為67%，55%和70％， 而一般的好氧處理這些有機物的去除率不到20％。 采用CASS工藝處理煤化工廢水，也得到了比較滿意的效果。 
3 、深度處理  
煤化工廢水經生化處理后，出水的CODcr、氨氮等濃度雖有極大的下降，但由于難降解有機物的存在使得出水的COD、色度等指標仍未達到排放標準。因此，生化處理后的出水仍需進一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術、催化氧化法及反滲透等膜處理技術。 
（1）混凝沉淀  
沉淀法是利用水中懸浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以達到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機物，以降低后續生物處理的有機負荷。 
在生產中通常加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等來強化沉淀效果，此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類和用量等。 
（2）固定化生物技術  
固定化生物技術是近年來發展起來的新技術，可選擇性地固定優勢菌種，有針對性地處理含有難降解有機毒物的廢水。 經過馴化的優勢菌種對喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2~5倍，而且優勢菌種的降解效率較高，經其處理8h可將喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。 
     （3）氧化技術  
由于煤化工廢水中的有機物復雜多樣，其中酚類、多環芳烴、含氮有機物等難降解的有機物占多數，這些難降解有機物的存在嚴重影響了后續生化處理的效果。 氧化技術是在廢水中產生大量的HO·自由基HO·自由基能夠無選擇性地將廢水中的有機污染物降解為二氧化碳和水。氧化技術可以分為均相催化氧化法、光催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他催化氧化法。 催化氧化法可以應用在煤化工廢水處理工藝的前段，去除部分COD和增強廢水的可生化性，但存在消耗量大，運行不經濟的問題，因此該技術在后續的深度處理單元中應用可以獲得更好的經濟性和降解效果。 
（4）膜處理法 
考慮用戶用水情況，可采用分質膜處理技術，如采用反滲透處理技術處理鍋爐補給水、采用納濾技術處理循環冷卻水等。 
考慮到設備的節能、運行壓力、膜的透過率、膜的脫鹽率、出水的含鹽量等因素，反滲透膜元件宜采用螺旋卷式結構反滲透膜，與管式、板式和中空纖維式相比，具有水流分布均勻、耐污染程度高、更換費用低、外部管路簡單、易于清洗維護保養和設計自由度大等許多優點。 
納濾膜是允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子透過的一種功能性的半透膜。它因能截留物質的大小約為納米而得名，對單價陰離子鹽溶液的脫鹽低于高價陰離子鹽溶液。被用于去除廢水中的有機物和色度，脫除廢水的硬度，部分去除溶解性鹽。 
五、結束語  
隨著煤化工行業的發展，環境問題也越來越突出，對廢水處理的問題，越來越受到社會和人們的關注，進一步了解煤化工廢水處理技術的相關知識，積極發展廢水處理產業，實施污染物的減量化、再使用、再循環，提高資源利用率，以資源節約、環境保護為標志，實施可持續發展的循環經濟，是發展煤化工的產業的必經道路。   
 
參考文獻：    
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[5]韓洪軍，李慧強，杜茂安，馬文成，徐春艷，王偉.厭氧/好氧/生物脫氨工藝處理煤化工廢水[J].中國給水排水雜志,2010(06) 與本文相關的論文有：礦山電動插板閥