煤化工废水处理技术面临的问题与技术优化研究论文_袁小贵

煤化工废水处理技术面临的问题与技术优化研究论文_袁小贵

1、煤化工的废水分类和特点分析

1.1 煤提炼天然气所留下的废水分析。对于提炼天然气而言,其废水主要是来自于煤气发生炉的煤气锅炉内部的冲洗和冷却以及去杂质等过程,主要含有环化合物以及苯环结构的碳氢化合物进行废水处理。在这之中,所含有的污染物质比较多,其中包括石油因子类以及酚氨类、氮类、硫化物等,对于这些因子多数都是有毒的,在处理这些有毒有害物质的过程中也具有着一定的难度,此外这些废水的成分则是经过了好多物质所组成,导致废水污染物浓度相对比较高,同时难以进行处理,在这些污染物进行处理时,对技术要求较高,废弃水中的酚因子等有毒性因子具有着比较高的活跃性,废弃水中的可再生性比较差,并不容易被微生物进行溶解。

1.2 煤提炼油的废水分析。主要是采用固体煤进行提炼汽油以及柴油和液化气等工业的燃料和化学品进行制造的过程便是提炼制油的过程,在进行提炼的时候,将会排放废水,其色彩度以及 COD 的浓度等都是比较高的,并且不容易进行溶解。此外煤进行提炼油时污染物质废水主要特点便为含硫因子以及含酚因子,具有油因子和悬浮颗粒污染物浓度比较低,已经超出多数微生物降解范围,对于这一类废水而言,排放量比较多以及污染浓度高,在处理过程中难度系数也是比较大。

1.3 煤焦化的废水分析。煤焦化是指将煤炭在隔离空气,同时用焦炉进行高温加热的条件下,受热分解成为煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程,在炼焦、煤气净化、粗苯分离水以及焦油、粗苯精制等过程汇总容易产生含有酚、氨,且含有高浓度的氰化物、硫化物和焦油类物质,同时炼焦时出现的化学废水量大,污染不容易进行处理,其污染范围比较广泛,煤焦化废水水质还容易受到煤质和炼焦工艺过程的影响,其中污染物主要包括酚因子类和氨因子,虽然是含量比较少,但是毒性则比较高,对于这种典型工业的有机废水具有着分布比较广泛以及组成因素比较多的特点,同时也难以进行溶解等特点。

2、化工废水处理技术及优化

近年来,不断有新的方法和技术用于处理煤化工废水,但各有利弊。 单纯的生物氧化法出水中含有一定量的难降解有机物,COD 值偏高,不能完全达到排放标准。 吸附法虽能较好地除去CODcr,但存在吸附剂再生和二次污染问题。催化氧化法虽能降解难以生物降解的有机物,但实际的工业应用中存在运行费用高等问题。

2.1 物化预处理。常用的方法:隔油、气浮等。过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法煤化工废水预处理的作用是去其中的油类并回收再利用,此外还起到预曝气的作用。该方法主要是除去煤化工废水中的含油物质。其作用原理是将空气通入污水中,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油)黏附在气泡上,随气泡上升至水面,从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。为了提高气浮效果,有时需向污水中投加混凝剂。故通常与其它方法联合使用。

2.2 生化处理。对于预处理后的煤化工废水,国内外一般采用缺氧、好氧生物法处理工艺。

2.2.1 改进的缺氧生物法。在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末,利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用,固化富集废水中难降解的有机物,为微生物的生长提供食物,从而加速对有机物的氧化分解能力。活性炭用湿空气氧化法再生。

2.2.2 厌氧生物法。一种被称为上流式厌氧污泥床(UASB)的技术,以及由此优化而来的膨胀颗粒污泥床(EGSB)用于处理煤化工废水。废水自下而上通过底部带有污泥层的反应器,大部分的有机物在此被微生物转化为 CH4 和 CO2 在反应器的上部。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设有三相分离器,完成气、液、固三相的分离。 另外,活性炭厌氧膨胀床技术也被用于处理煤化工废水,该技术可有效地去除废水中的酚类和杂环类化合物。

2.2.3 好氧生物法。CASS 工艺是利用自然界的氮循环原理,采用人工控制的方法予以实现的。具体过程为:废水中的有机氮在好氧条件下离解成氨氮,而后在硝化菌的作用下转化为硝酸盐氮(即硝化过程);随后在缺氧条件下,反硝化菌作用并由碳源提供能量,使硝酸盐氮部分变成氮气逸出(即反硝化过程)。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中,影响其脱氮效率的因素主要是温度、溶解氧、PH 值、碱度以及反硝化所需碳源等。生物脱氮系统中硝化菌增长速度缓慢,所以要有足够长的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,并且要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化过程顺利进行。

煤化工废水经过厌氧酸化处理后,废水中有机物的生物降解性能显著提高,使后续的好氧生物处理CODcr的去除率达90%以上。中较难降解的有机物萘、喹啉和吡啶的去除率分别为 67%,55%和 70%, 而一般的好氧处理这些有机物的去除率不到 20%。 采用 CASS 工艺处理煤化工废水,也得到了比较满意的效果。

2.3 深度处理。煤化工废水经生化处理后,出水的 CODcr、氨氮等浓度虽有极大的下降,但由于难降解有机物的存在使得出的 COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术等。

1)混凝沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能,在重力作下下沉,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、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果。2)固定化生物技术是近年来发展起来的新技术,可选择性地固定优势菌种,有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高 2-5 倍。

3)高级氧化技术:由于煤化工废水中的酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术中的催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段,去除部分 COD 和增强废水的可生化性,因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。4)吸附法:由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力,当废水通过比表面积很大的固体颗粒时,水中的污染物被吸附到固体颗粒上,从而去除污染物质。

最后,各种方法均有有缺点,当几种方法联合使用时,才能更好的出去废水中的杂物,达到排放标准。

3、结语。随着国内经济的迅速发展,对能源的损耗、环境的污染越来越严重,人们对环境保护的关注度也是越来越高,许多新的污染处理方法得以应用,对于煤化工的污水处理来说,许多企业都已构建起有效的污水处理系统,当然想要取得更佳的处理效果,还需要投入更多的人力、物力,加强对新技术、新工艺的研发,从企业发展与社会和谐两方面综合考量。

参考文献:

[1] 徐春艳 . 生物增浓—改良 A/O 工艺处理煤制气废水的效能研究 [D]. 哈尔滨工业大学 ,2016.

[2] 吴限 . 煤化工废水处理技术面临的问题与技术优化研究[D]. 哈尔滨工业大学 ,2016.

[3] 李扬 , 李荣峰 , 杜娟娟 , 胡焱 , 王坚 . 煤化工废水处理技术研究进展 [J]. 山西水利科技 ,2015(02):55-58.

[4] 谷力彬 , 姜成旭 , 郑朋 . 浅谈煤化工废水处理存在的问题及对策 [J]. 化工进展 ,2012,31(S1):258-260.

论文作者:袁小贵

论文发表刊物:《红地产》2017年9月

论文发表时间:2018/9/3

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

煤化工废水处理技术面临的问题与技术优化研究论文_袁小贵
下载Doc文档

猜你喜欢