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煤化工废水处理现状及处理技术研究

2013-10-14 09:51:18 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:所谓煤化工是以煤为原料,通过一系列化学工艺的反应,将其转化为气体、液体、固体燃料及生产出各种化学化工品的工业。


关键词: 煤化工

  1.煤化工废水的来源及特点

  所谓煤化工是以煤为原料,通过一系列化学工艺的反应,将其转化为气体、液体、固体燃料及生产出各种化学化工品的工业。煤化工主要包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工,煤的气化、液化和焦化过程,煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等。基十生产工艺与产出产品的差异,煤化工过程大致可分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化等,而煤化工废水就主要来源于这4条生产链。煤化工企业排放废水往往以高浓度煤气洗涤废水为主,其来源主要有:1)炼焦用煤水分和煤料受热裂解时析出化合水形成的水蒸汽,经初冷凝器形成的冷凝水;2)煤气净化过程中产生出来的洗涤废水;3)回收加工焦油、粗苯等副产品过程中产生的废水,其中以蒸氮过程中产生的含氨氮废水为主要污染来源;4)煤加压气化过程中,所含的饱和水分(主要是加压气化过程加入的水蒸气和煤本身所含的水分)会在粗煤气冷凝时逐步冷却下来,这些冷凝水汇入喷淋冷却系统循环使用,此时,需将多余的废水排出以平衡整体的水循环过程,其中溶解或悬浮有粗煤气中的多种成分。这些来自不同生产链的废水集中后,总体构成了煤化工废水。

  煤化工废水的特点主要表现为:组分复杂,含大量固体悬浮颗粒、挥发酚、稠环芳烃、、呋喃、咪唑、萘、含氮、氧、硫的杂环化合物、氰、油、氨氮及硫化物等有毒、有害物质,COD值和色度都很高。虽然由十原煤组成和生产工艺条件的不同,废水中污染物含量和种类不尽相同,但总体来说,煤化工废水的COD值一般在2000-5OOOmg/L,pH在7.0-10.0,氨氮在200-600mg/L,挥发酚在300-5OOmg/L,氰化物在10-3Omg/L。由十该废水水质成分复杂巨氨氮、挥发酚、氰化物等污染物浓度高,加之有咔唑、联苯等多种十分难降解的有机污染物存在,为处理达标带来较大的困难。

  2.煤化工废水的处理现状

  煤化工废水是一类污染物种类多、成分复杂的高浓度有机废水,单靠传统的物理和化学方法处理,往往难以达到排放标准。对十该废水的处理,通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。一级处理即预处理,主要包括混凝,化学沉淀,气浮等方法,以除去部分灰渣及油类,并对废水中的酚类及氨氮等有价物质进行回收处理;二级处理主要为生化处理;深度处理方法主要有活性炭吸附法、臭氧氧化法、湿式催化氧化法以及近年来备受关注的Fenton试剂氧化法,纳米Ti02光催化氧化法及超声空化效应等。

  2.1预处理

  (1)气浮法

  气浮法主要用十去除并回收废水中的油类物质,其原理是将空气以微小气泡的形式通入水中,使微小气泡与在水中悬浮的颗粒或油滴粘附,形成水-气-颗粒(油滴)二相混合体系,颗粒粘附十气泡上浮至水面,从水中分离出去,形成浮渣。该方法对悬浮物去除率较高,浮渣含水率较低且易于运输,为浮渣的综合利用创造了条件,但因其对COD的去除效果不佳,故通常与其他方法联合使用。

  (2)混凝沉淀法

  沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能,在重力作用下下沉,以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物,以降低后续生物处理的有机负荷。在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酞胺等来强化沉淀效果。此法的影响因素有废水的pH,混凝剂的种类和用量等。该方法主要优点是工程投资少、处理量大,工艺简单可靠;缺点是需要随着水质的变化而改变投料条件,COD去除率不高。此外,生成大量的泥渣,且脱水困难也影响了该方法的广泛应用。

  (3)MAP化学沉淀法

  MAP化学沉淀法主要针对煤化工废水中高浓度氨氮的去除。由于NH4+一般不与阴离子生成沉淀,而它的某些复盐不溶十水,如磷酸钱镁、磷酸钱锌等。因此,向废水中投加磷酸根离子和特定的金属离子可与高浓度的氨氮结合生成沉淀物,从而将其去除。目前研究最多的是向含氨氮废水中加入MgC12和Na2HP04,使其与NH4+反应生成MgNH4P04·6H20(MagnesiumAmmoniumPhosphate,简称MAP)沉淀。刘小澜探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响,在pH值为8.5-9.5的条件下,投加的药剂Mg2+:NH4+:P03-4(摩尔比)为1.4:1:0.8时,出水氨氮由2g/L降至15mg/L,氨氮去除率达99%以上。

  2.2生化处理

  (1)SBR工艺

  SBR工艺(序批式活性污泥)是20世纪70年代以来开发的集生物降解和脱氮除磷于一体的新技术,SBR法的运行工况为间歇操作,其典型流程包括进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个阶段。SBR池兼均化、沉淀、生物降解、终沉等功能于一体,通过自动控制完成工艺操作,可以方便灵活地进行缺氧一厌氧-好氧的交替运行,不需污泥回流系统。SBR反应池生化反应能力强,处理效果好,能有效地防止污泥膨胀,耐冲击负荷能力强,工作稳定性强。

  (2)固定化生物技术

  固定化生物技术是近年来发展起来的新型技术,其在固定优势菌种时具有较大的选择性和针对性,对含有难降解有机毒物的废水处理效果较好。在工业废水处理技术中,采用固定化细胞技术有利十提高生物反应器内原微生物细胞浓度和纯度,并保持高效菌种,污泥量少,利十反应器的固液分离,此外,其对十氨的去除也比较有效。

  (3)A2-O法

  2.3深度处理

  (1)活性炭吸附法

  活性炭是一种由含碳为主的物质作原料,经高温炭化活化制得的疏水性非极性吸附剂。由于其含有大量的微孔和中孔,具有较大的比表面积,而且在其孔的表面上含有大量的羧基、羟基、酚羟基、内酯等官能团,因此具有很强的吸附性能。

  有人研究了活性炭粉末对焦化废水COD的去除效果。研究结果表明在pH值为6左右时,向5OmL焦化废水中投加1g粉末活性炭,吸附1h,COD去除率可达98.5%。煤化工废水处理新技术研究

  (2)催化湿式氧化法

  催化湿式氧化技术是在高温、高压及催化剂作用下,经空气氧化使污水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2,H20及N2等无害物质,达到净化目的。目前,该方法主要应用十两大方面:一是用十高浓度难降解有机废水的预处理;二是用十处理有毒的工业废水。该方法具有适用范围广、氧化速}毖陕、处理效率高、流程简单,二次污染小等优点。但由十其催化剂价格昂贵,处理成本高,又在高温高压条件下进行,对工艺设备要求严格,目前国内很少将该法用十废水处理。

  3.结束语

  尽管近年来针对不同行业废水的处理,涌现出许多行之有效的,前沿性的新技术,有的已应用到实际生产中,但不难发现,有些方法由于自身存在的弊端,其应用性受到了一定的限制。可见,对于组分复杂且含有多种难降解污染物的煤化工废水,采用单一方法处理显然很难取得令人满意的效果。因此,可考虑合理使用多种方法的联合技术,使这些方法能够相辅相成,综合互补。


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