煤化工廢水COD分析方法的研究

  煤化工廢水主要來(lái)源是焦化廢水，液化廢水，煤化工廢水以高濃度煤氣洗漆廢水為主，煤化工廢水內(nèi)含污染物質(zhì)達(dá)300 多種，煤化工綜合廢水COD 可達(dá)5000nig/L，處理煤化工廢水的傳統(tǒng)方法有物理法與生物法，深度處理法包括膜法與物化法。本文介紹了煤化工廢水的性質(zhì)來(lái)源，給出運(yùn)用到中試階段的膜法處理技術(shù)。

  煤炭資源是我國(guó)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(guó)煤化工企業(yè)呈現(xiàn)富煤，缺油的現(xiàn)象，煤氣化是龍頭企業(yè)，耗水量巨大，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(qiáng)對(duì)煤化工廢水處理技術(shù)對(duì)促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

  一.煤化工廢水的來(lái)源與處理作用

  1.煤化工廢水來(lái)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(guò)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(jiàn)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(jī)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(diǎn)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(jī)物，加大了處理難度。

  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(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，煤化工廢水中含有大量的有機(jī)物，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及性質(zhì)造成破壞。廢水中有機(jī)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(jī)物，如通過(guò)植物進(jìn)入人體會(huì)嚴(yán)重影響人類(lèi)健康。煤化工廢水直接排入河流中會(huì)污染周?chē)Y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，通常可選擇對(duì)酚進(jìn)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(guò)酚回收裝置進(jìn)行溶劑萃取脫酚工藝處理，酚溶解水密度小于溶劑，實(shí)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(dá)到分離氨與氣體氣體的目的。實(shí)現(xiàn)磷氨再生，將氨進(jìn)行整流，冷凝，經(jīng)過(guò)對(duì)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(guó)學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行了大量研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明活性污泥工藝是去除有機(jī)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(zhǎng)HRT20天以上。

  工程菌技術(shù)通過(guò)人工投加等手段選擇適應(yīng)待處理廢水水質(zhì)的優(yōu)勢(shì)菌種，工程菌技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究中，目前尚無(wú)成功應(yīng)用于煤制氣廢水處理中的實(shí)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(jī)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(shí)際工程中得到了應(yīng)用。好氧生物膜法附著生長(zhǎng)方式有利于優(yōu)勢(shì)菌群自然篩選，能使工藝出水達(dá)到更低的污染物濃度。

  煤制氣廢水中硫氰化物等對(duì)硝化與反硝化細(xì)菌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(guò)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(duì)有機(jī)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(jī)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(jī)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(dú)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(jìn)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(diǎn)是制備出活性高，穩(wěn)定性強(qiáng)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(jī)物。

  電化學(xué)氧化法通過(guò)電極反應(yīng)氧化去除污水中污染物，對(duì)煤化廢水中的COD有很好的去除效果，但對(duì)鹽的去除效果不明顯。廢水中污染物成分復(fù)雜，對(duì)電極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(guò)OH的強(qiáng)氧化作用處理有機(jī)污染物，能有效的將難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為H2O,CO2等小分子無(wú)機(jī)物。因此被認(rèn)為有發(fā)展前景的高級(jí)氧化技術(shù)。

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

  四、煤化工廢水處理技術(shù)展望

  煤化工廢水可通過(guò)有機(jī)廢水處理，高濃鹽水固化處理實(shí)現(xiàn)廢水高效率處理。目前煤化工業(yè)有機(jī)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(guó)內(nèi)酚氨回收裝置脫除率效率地域國(guó)外先進(jìn)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(xiàng)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(jìn)步，膜的使用價(jià)格逐漸降低。煤化工行業(yè)含鹽廢水處理工藝路線(xiàn)多采用兩段式處理工藝。有預(yù)處理等過(guò)程使用的少量化學(xué)品，濃鹽水處理是煤化工廢水零排放的關(guān)鍵技術(shù)。國(guó)內(nèi)很多企業(yè)將濃鹽水作為煤堆場(chǎng)的除塵灑水，目前渣場(chǎng)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(jìn)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零排放方案應(yīng)用的瓶頸，目前國(guó)內(nèi)對(duì)高濃度鹽水處理通常采用自然蒸發(fā)固化的方式。

  結(jié)語(yǔ)：

  我國(guó)能源結(jié)構(gòu)決定煤化工在我國(guó)發(fā)展的必然趨勢(shì)，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(jī)廢水做好處理非常重要，除油，脫酚是預(yù)處理的重點(diǎn)，含鹽廢水熱濃縮處理成本較大，應(yīng)加大對(duì)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(jī)廢水的研究。