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煤化工廢水處理工藝
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【摘要】：傳統(tǒng)的煤化工是以低技術(shù)含量和低附加值產(chǎn)品為主導(dǎo)的高能耗、高排放、高污染、低效益，即“三高一低"行業(yè)，這種對(duì)資源過(guò)度消耗、嚴(yán)重污染環(huán)境、粗放的不可持續(xù)的發(fā)展方式己難以為繼。上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥,電動(dòng)球閥,氣動(dòng)球閥,電動(dòng)閘閥,氣動(dòng)閘閥,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。潔凈煤技術(shù)、*煤轉(zhuǎn)化技術(shù)以及節(jié)能、降耗、減排、治污等新技術(shù)的集成應(yīng)用，是現(xiàn)代煤化工的核心。
【關(guān)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(yè)發(fā)展概述
煤化工始于18世紀(jì)，19世紀(jì)形成體系，20世紀(jì)成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。第二次世界大戰(zhàn)后，石油化工消弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位。20世紀(jì)70年代石油能源危機(jī)時(shí)，煤化工曾一度再受青睞。我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，能源消費(fèi)以煤為主，消費(fèi)比例高達(dá)70%左右，另外，我國(guó)的化學(xué)工業(yè)是以煤化工起家的，過(guò)去、現(xiàn)在以致將來(lái)，煤化工都是我國(guó)化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱之一。
二、 煤化工發(fā)展趨勢(shì)
傳統(tǒng)的煤化工是以低技術(shù)含量和低附加值產(chǎn)品為主導(dǎo)的高能耗、高排放、高污染、低效益，即“三高一低"行業(yè)，這種對(duì)資源過(guò)度消耗、嚴(yán)重污染環(huán)境、粗放的不可持續(xù)的發(fā)展方式己難以為繼。潔凈煤技術(shù)、*煤轉(zhuǎn)化技術(shù)以及節(jié)能、降耗、減排、治污等新技術(shù)的集成應(yīng)用，是現(xiàn)代煤化工的核心。
現(xiàn)代煤化工是技術(shù)密集型和投資密集型產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)持一體化、基地化、大型化、現(xiàn)代化，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)實(shí)施集約經(jīng)營(yíng)。 采取zui有利于資源利用、降低污染、保護(hù)生態(tài)、提益的建設(shè)和運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
三、 煤化工廢水的基本特點(diǎn)
煤化工企業(yè)排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主，水質(zhì)波動(dòng)大、組分復(fù)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(huán)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(yán)重失衡，給處理系統(tǒng)增加了非常大的難度。
目前國(guó)內(nèi)處理煤化工廢水的技術(shù)主要采用生化法，生化法對(duì)廢水中的苯酚類(lèi)及苯類(lèi)物質(zhì)有較好的去除作用，但對(duì)喹啉類(lèi)、吲哚類(lèi)、吡啶類(lèi)、咔唑類(lèi)等一些難降解有機(jī)物處理效果較差，使得煤化工行業(yè)外排水CODcr難以達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí)煤化工廢水經(jīng)生化處理后又存在色度和濁度很高的特點(diǎn)，因含各種生色團(tuán)和助色團(tuán)的有機(jī)物，因此，要將此類(lèi)廢水處理后達(dá)到回用或排放標(biāo)準(zhǔn)，主要進(jìn)一步降低CODcr、氨氮、色度和濁度等指標(biāo)。
四、 煤化工廢水處理方法
氨氮的達(dá)標(biāo)處理是煤化工廢水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，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(yù)處理+生化處理+物化深度處理"，以下做簡(jiǎn)單介紹。
1 、物化預(yù)處理
預(yù)處理常用的方法：隔油、氣浮等。 因過(guò)多的油類(lèi)會(huì)影響后續(xù)生化處理的效果，氣浮法煤化工廢水預(yù)處理的作用是除去其中的油類(lèi)并回收再利用，此外還起到預(yù)曝氣的作用。
2 、生化處理
對(duì)于預(yù)處理后的煤化工廢水，國(guó)內(nèi)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(huán)和雜環(huán)類(lèi)化合物，單獨(dú)采用好氧或厭氧技術(shù)處理煤化工廢水并不能夠達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果，厭氧和好氧的聯(lián)合生物處理法逐漸受到研究者的重視。
（1）改進(jìn)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(duì)有機(jī)物和溶解氧的吸附作用，固化富集廢水中難降解的有機(jī)物，為微生物的生長(zhǎng)提供食物，從而加速對(duì)有機(jī)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(chēng)為上流式厭氧污泥床（UASB）的技術(shù)，以及由此優(yōu)化而來(lái)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(guò)底部帶有污泥層的反應(yīng)器，大部分的有機(jī)物在此被微生物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2在反應(yīng)器的上部。設(shè)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(shù)也被用于處理煤化工廢水，該技術(shù)可有效地去除廢水中的酚類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)化合物。
（3）好氧生物法
CASS工藝是利用自然界的氮循環(huán)原理，采用人工控制的方法予以實(shí)現(xiàn)的。具體過(guò)程為：廢水中的有機(jī)氮在好氧條件下離解成氨氮，而后在硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮（即硝化過(guò)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?dú)庖莩觯捶聪趸^(guò)程）。整個(gè)生物脫氮過(guò)程就是氮的分解還原反應(yīng)，反應(yīng)能量從有機(jī)物中獲取。在硝化與反硝化過(guò)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(tǒng)中硝化菌增長(zhǎng)速度緩慢，所以要有足夠長(zhǎng)的污泥泥齡。反硝化菌的生長(zhǎng)主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化過(guò)程順利進(jìn)行。
煤化工廢水經(jīng)過(guò)厭氧酸化處理后，廢水中有機(jī)物的生物降解性能顯著提高，使后續(xù)的好氧生物處理CODcr的去除率達(dá)90%以上。其中較難降解的有機(jī)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(jī)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(mǎn)意的效果。
3 、深度處理
煤化工廢水經(jīng)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(jī)物的存在使得出水的COD、色度等指標(biāo)仍未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，生化處理后的出水仍需進(jìn)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(shù)、催化氧化法及反滲透等膜處理技術(shù)。
（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(dá)到固液分離的過(guò)程。其目的是除去懸浮的有機(jī)物，以降低后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷。
在生產(chǎn)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(lái)強(qiáng)化沉淀效果，此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類(lèi)和用量等。
（2）固定化生物技術(shù)
固定化生物技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，可選擇性地固定優(yōu)勢(shì)菌種，有針對(duì)性地處理含有難降解有機(jī)毒物的廢水。 經(jīng)過(guò)馴化的優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2~5倍，而且優(yōu)勢(shì)菌種的降解效率較高，經(jīng)其處理8h可將喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。
（3）氧化技術(shù)
由于煤化工廢水中的有機(jī)物復(fù)雜多樣，其中酚類(lèi)、多環(huán)芳烴、含氮有機(jī)物等難降解的有機(jī)物占多數(shù)，這些難降解有機(jī)物的存在嚴(yán)重影響了后續(xù)生化處理的效果。 氧化技術(shù)是在廢水中產(chǎn)生大量的HO·自由基HO·自由基能夠無(wú)選擇性地將廢水中的有機(jī)污染物降解為二氧化碳和水。氧化技術(shù)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(yīng)用在煤化工廢水處理工藝的前段，去除部分COD和增強(qiáng)廢水的可生化性，但存在消耗量大，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題，因此該技術(shù)在后續(xù)的深度處理單元中應(yīng)用可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和降解效果。
（4）膜處理法
考慮用戶(hù)用水情況，可采用分質(zhì)膜處理技術(shù)，如采用反滲透處理技術(shù)處理鍋爐補(bǔ)給水、采用納濾技術(shù)處理循環(huán)冷卻水等。
考慮到設(shè)備的節(jié)能、運(yùn)行壓力、膜的透過(guò)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(jié)構(gòu)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(fèi)用低、外部管路簡(jiǎn)單、易于清洗維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)計(jì)自由度大等許多優(yōu)點(diǎn)。
納濾膜是允許溶劑分子或某些低分子量溶質(zhì)或低價(jià)離子透過(guò)的一種功能性的半透膜。它因能截留物質(zhì)的大小約為納米而得名，對(duì)單價(jià)陰離子鹽溶液的脫鹽低于高價(jià)陰離子鹽溶液。被用于去除廢水中的有機(jī)物和色度，脫除廢水的硬度，部分去除溶解性鹽。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著煤化工行業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越突出，對(duì)廢水處理的問(wèn)題，越來(lái)越受到社會(huì)和人們的關(guān)注，進(jìn)一步了解煤化工廢水處理技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，積極發(fā)展廢水處理產(chǎn)業(yè)，實(shí)施污染物的減量化、再使用、再循環(huán)，提高資源利用率，以資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)為標(biāo)志，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是發(fā)展煤化工的產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)道路。
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