煤化工煤氣廢水零排放技術(shù)

1、煤化工煤氣廢水零排放技術(shù)一、   概述煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體，液體，固體燃料以及化學(xué)產(chǎn)品的過程，主要分為煤炭焦化、煤氣化、煤氣化合成氨、煤氣化合成其他產(chǎn)品及直接液化等。煤氣化是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的單元技術(shù)，采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣為氣化劑，在氣化爐內(nèi)進(jìn)行煤的氣化反應(yīng)，可以產(chǎn)生不同組分不同熱值的煤氣。主要用于生產(chǎn)各種燃料起，是干凈的能源，有利于提高人民生活水平和環(huán)境保護(hù)；還可以合成液體燃料和很多化工產(chǎn)品。        在未來的二三十年里，中國將完成城市化、工業(yè)化和消費升級的

2、進(jìn)程，對能源的需求比任何時候都強(qiáng)烈。但我國的能源結(jié)構(gòu)尤為特殊，在未來的30到50年內(nèi)，不可能擺脫以煤為主的局面。 面對快速增長的能源需求，我們的一個必然選擇是要發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)和技術(shù)，通過煤炭的氣化，提高煤炭氣化的比例，有效調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。然而，環(huán)境污染已成為制約煤氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此解決好廢水廢氣污染問題，才可大力發(fā)展煤氣化產(chǎn)業(yè)。       上海達(dá)源環(huán)境作為一個從事十多年的環(huán)保工程并一直走技術(shù)路線及專業(yè)化運(yùn)營服務(wù)公司，始終致力于解決煤化工廢水環(huán)境保護(hù)和資源化問題，不僅解決了煤化工企業(yè)的長期發(fā)展的瓶頸，同時能在環(huán)境保護(hù)和資源化上

3、為企業(yè)和社會作出更大的貢獻(xiàn)。從2002 年起，我公司開始參與煤化工廢水治理的研究和實踐，在此工程經(jīng)歷期間，公司不僅從小試、中試和諸多工程實例出發(fā)，從小試和中試中獲得數(shù)據(jù)，從工程經(jīng)歷中獲 得經(jīng)驗，而且我公司聯(lián)合國內(nèi)典型并在此有成功經(jīng)驗的企業(yè)專家和國內(nèi)知名院校的教授和學(xué)者，共同在傳統(tǒng)處理技術(shù)上進(jìn)行更新和突破，取得了一套針對煤氣化廢水 處理零排放和資源化的工藝，該工藝整合了廢水處理、回用和零排放多項功能，同時從節(jié)能、減排和安全性上更成熟、可靠和先進(jìn)。 二、   廢水難點2.1  煤氣化廢水解決難點1、酚類物質(zhì)濃度在800-1200mg/L左右，對生化系統(tǒng)具有明

4、顯的抑制作用。2、廢水含氨氮濃度較高，波動較大。3、難降解有機(jī)物：廢水中的難降解有機(jī)物主要有喹啉、異喹啉、甲基喹啉、吲哚、吡啶、聯(lián)苯、咪唑、咔唑、烷基吡啶，這些難以生化。4、廢水中氰化物具有很強(qiáng)的毒性，所以必須對廢水中的氰化物進(jìn)行預(yù)處理。2.2   廢水組成及其COD當(dāng)量（原水稀釋4倍）三、工藝路線3.1  整體工藝3.2  生化及物化處理工藝及COD除去率 3.3  深度處理系統(tǒng)   四、 五大關(guān)鍵技術(shù)五、  厭氧技術(shù)ACS應(yīng)用5.1  煤氣水對厭氧反應(yīng)器要求厭 氧單元：在本工藝中生

5、化處理的穩(wěn)定運(yùn)行和處理達(dá)標(biāo)是十分重要和關(guān)鍵的一環(huán)，煤氣廢水特點是進(jìn)水濃度高、有毒和難降解物質(zhì)比較多，選擇一個能具備進(jìn)水濃度 高，能解毒和分解難降解的物質(zhì)工藝是關(guān)鍵，而厭氧具備了這個功能，同時具備能耗低、運(yùn)行費用低、啟動快、操作簡單等優(yōu)點。5.2  ACS（ Anaerobic cycling sludge system）厭氧反應(yīng)器根據(jù)煤氣水對厭氧反應(yīng)器構(gòu)造的要求，我公司發(fā)明 “厭氧污泥循環(huán)系統(tǒng)”，英文縮寫“ACS”（Anaerobic cycling sludge system）。ACS厭氧反應(yīng)器可克服現(xiàn)有厭氧工藝中污泥容易流失、處理效率不高的不足之處。技術(shù)方案是：在傳統(tǒng)的升流式厭氧

6、污泥床裝置中，增加一個空心筒體，呈交叉、多層分布的三相分離器安裝在空心筒體和池壁之間，將三相分離器的氣體收集管，全部接入空心筒體內(nèi)，并上升至筒體頂端。5.3  ACS成熟性和技術(shù)先進(jìn)性1）污泥充分混合和更新，反應(yīng)徹底2）容積負(fù)荷高，占地面積小3）完全封閉系統(tǒng)，無異味4）抗腐蝕，適用壽命長5）施工和安裝簡單6）啟動時間短，操作控制簡單7）無機(jī)械設(shè)備，維修方便8）適應(yīng)性強(qiáng)，已有煤化工應(yīng)用業(yè)績 六、  好氧技術(shù)HCF混合曝氣6.1  HCF混合曝氣在本工藝中的應(yīng)用煤氣水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，進(jìn)水關(guān)鍵問題如何把抑制生化的酚降低到50mg/l以下，傳統(tǒng)的采用平面擴(kuò)大，采

7、用處理完的廢水稀釋進(jìn)水的污染濃度，然后進(jìn)入好氧區(qū)進(jìn)行有效的曝氣生化，我公司通過多年的實踐和總結(jié)，采用HCF高 效混合曝氣模式，利用豎向分布和射流曝氣的特點和原理，進(jìn)行濃水中間水加氣布水模式，再通過射流利用處理完的水所需循環(huán)比例進(jìn)行稀釋，這種方式不僅能稀釋 了進(jìn)水濃度使得廢水濃度適合好氧條件，而且在工藝特點節(jié)約占地面積，同時水面表面積減少，表面張力減少，可以減少泡沫現(xiàn)象，利用水池的深度和射流技術(shù)結(jié) 合，氧氣利用率大大增加，所以好氧采用HCF混合曝氣模式是非常有效的，得到工程廣泛的驗證和使用。6.2  HCF混合曝氣反應(yīng)器HCF混 合曝氣是我公司推出一種高效的好氧的反應(yīng)器，曝氣模式把傳統(tǒng)

8、的鼓風(fēng)曝氣和我司的專利產(chǎn)品射流曝氣有機(jī)的結(jié)合一起，此好氧方式是我司科技人員在借鑒物理學(xué)、 流體力學(xué)的最新科研成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合廢水治理實踐經(jīng)驗，經(jīng)過反復(fù)研究實驗，并對傳統(tǒng)的廢水治理技術(shù)進(jìn)行突破的基礎(chǔ)上，使廢水處理技術(shù)達(dá)到模塊化、標(biāo)準(zhǔn) 化、產(chǎn)品化的重大科研成果。其中核心技術(shù)就是射流器的設(shè)置，把配水稀釋和高效率的供氧、傳質(zhì)作為提高容積負(fù)荷的核心。中部采用先進(jìn)的射流擴(kuò)散曝氣方式，融合了當(dāng)今的高速循環(huán)射流曝氣、物相強(qiáng)化傳遞、紊流剪切等技術(shù)。因此，其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高（氧利用率可達(dá)4050%）。  6.3  HCF成熟性和技術(shù)先進(jìn)性1）保證高效率的供氧、傳質(zhì)2）抗沖擊負(fù)荷高，對進(jìn)水高濃

9、度廢水也適合3）空間利用，可以有較深的水池，減少占地面積4）利用射流曝氣保證系統(tǒng)充分的攪拌和混合，污泥利用率更高5）中層曝氣，具有氣提上升功能，同時維持溶氧濃度6）射流曝氣上升氣泡密集，且利用率高，減少泡沫量7）適應(yīng)性強(qiáng)，已有煤化工應(yīng)用業(yè)績 七、物化藥劑7.1  物化藥劑在本工藝中的應(yīng)用煤氣化廢水通過生化處理出水一般COD100150mg/l左右，且色度比較高，里面主要含有一些生化所不能降解的有機(jī)物，要使廢水從色度，CODcr都能達(dá)標(biāo)，只有采用物化的方法解決，物化首先的方式是采用加藥沉淀或加藥過濾方式，所以藥劑的選擇是十分關(guān)鍵一步，通過我們公司多年在煤化工項目實踐，自己開發(fā)

10、了一種適合煤化工尾端出水一種藥劑，這種藥劑具備了絮凝，集聚和脫色等多種功能，我們稱這種藥劑為水化技術(shù)。7.2  水化劑介紹水化技術(shù)是近年來我公司開發(fā)出來的具有高效處理前途的水處理新工藝。利用比面積在1050 m2/g 低Si聚合度的層狀硅酸鈣具有很強(qiáng)的不飽和表面電位，高密度的不規(guī)則氫鍵，從而對水體中各種污染物進(jìn)行包括。如下圖4-1所示，水體中的溶解性有機(jī)污染物在水體中進(jìn)行無規(guī)則運(yùn)動時，水化藥劑具有的高效比表面積能夠?qū)⑽廴疚飳Ｓ形皆谄渲?，并通過水化過程中形成的“致密”小 顆粒將污染物包裹于其中，隨著包裹過程的進(jìn)行，水化顆粒表面污染物的濃度不斷降低，水體中高濃度的污染物并不斷遷移至水化

11、顆粒表面，伴隨著水化顆粒包裹過 程的進(jìn)行，溶液中高濃度的污染物不斷遷移至水化顆粒所具有的納米顆粒中，最終降低水體中的污染物濃度。實踐表明：水化混凝劑對各種廢水都有強(qiáng)大的適應(yīng)能 力，即使是高濃度廢水也能夠達(dá)到40%以上的預(yù)處理效果。 7.3  水化劑使用特點1）成品供應(yīng)，使用簡單2）無毒、無害具有環(huán)保型3）效果明顯，且穩(wěn)定性高八、電解再生吸附技術(shù)8.1  活性碳吸附再生在工藝中的關(guān)鍵性煤氣廢水末端不管采用過濾和加藥等方法，出水CODcr在100mg/l到80mg/l之間，為確保出水能滿足深度處理的要求，在進(jìn)入深度去必須處理到更高水質(zhì)要求，活性碳是最佳的吸附劑，但是能吸附飽和度

12、達(dá)到更高是使用活性碳的關(guān)鍵，因此，我公司把活性碳吸附和電解再生結(jié)合一起，可以使得吸附時間比原有的更長，而且通過電解原理更有效分解難降解的有機(jī)物。   8.2  電解再生工藝   將 活性碳填充在兩個電極之間，電極及活性碳均浸沒在電極液中，電極加上直流電后，活性碳在電場的作用下極化；一邊為陽極，一邊為陰極，形成槽形電解區(qū)，陰極 部位產(chǎn)生還原反應(yīng)，陽極部位產(chǎn)生氧化反應(yīng)，吸附在活性碳上的污染物大部分因此而分解，小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。上述過程稱為活性碳電化學(xué)再生法。此法 的再生效率為90%。8.3 電解再生特點 &#

13、160;  電子轉(zhuǎn)移只在電極與廢水組分之間進(jìn)行，不需要另外添加氧化還原試劑，從而避免了引入其他其他化學(xué)藥劑導(dǎo)致二次污染的問題；    可以通過改變外加電壓和電流隨時調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，可控制性較強(qiáng)；    廢水處理過程中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基可以無選擇性的與有機(jī)污染物進(jìn)行反應(yīng)，并將其氧化分解為二氧化碳、水及簡單低分子量有機(jī)化合物，沒有或很少形成二次污染；    能量效率高，反應(yīng)條件溫和，電化學(xué)過程一半在常溫常壓下進(jìn)行；    反應(yīng)裝置及其操作比較簡單，若設(shè)計合理，費用并不昂

14、貴；    當(dāng)排污規(guī)模較小時，可進(jìn)行就地處理；    若廢水中含有重金屬離子時，陰、陽極板可同時起作用（陰極還原金屬離子，陽極氧化有機(jī)物），從而使處理效率大大提高，同時回收再利用有價值的化學(xué)品和金屬，避免造成二次污染；    兼具氣浮、絮凝、殺菌的作用；    作為一種清潔工藝，其設(shè)備占地面積小，特別適合于各類深度處理工藝應(yīng)用；    既可以單獨處理，又能與其他處理工藝結(jié)合。九、深度處理JVC結(jié)晶9.1 深度處理結(jié)晶技術(shù)JVC（Jet

15、Vapor Compression）系統(tǒng)是上海達(dá)源環(huán)境科技工程有限公司的科技人員借鑒當(dāng)今物理學(xué)、水力學(xué)和熱力學(xué)的最新科研成果，結(jié)合多效蒸發(fā)技術(shù)，使?jié)饪s技術(shù)技術(shù)達(dá)到模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的重大科研成果。JVC的設(shè)計理念突破了傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝的范疇，主要表現(xiàn)在：采用了熱泵吸汽的形式；將吸汽后的水廢熱利用。隨著社會的不斷進(jìn)度，該技術(shù)必將取代傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝，成為未來的蒸發(fā)工藝方面的主力軍。9.2特點 讓蒸汽從汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，通常采用間接冷凝法，其冷凝過程較長，產(chǎn)生的冷凝水收集也較困難；本發(fā)明采用直接冷凝法，讓氣態(tài)的蒸汽直接進(jìn)入液態(tài)的冷凝水，并伴有混合攪動，在極短時間內(nèi)完成冷凝過程，從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，還不需專門加以收集。具有較大的造水量； 因熱泵吸入蒸汽而在蒸發(fā)器內(nèi)部形成負(fù)壓，降低了蒸發(fā)溫度，提高了蒸發(fā)器的效率； 吸入的蒸汽將冷凝水加熱后自身也變成冷凝