高硬煤化工廢水無(wú)廢處理軟化技術(shù)研究

高硬煤化工廢水無(wú)廢處理軟化技術(shù)研究

Summary：基于生態(tài)文明建設(shè)的影響下，綠色環(huán)保思想深入人心，煤化工行業(yè)在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也形成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了促進(jìn)社會(huì)的綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)持續(xù)強(qiáng)化工業(yè)生產(chǎn)中污染物的控制，煤化工廢水處理越來(lái)越受到社會(huì)的高度重視。因此，只有持續(xù)創(chuàng)新煤化工廢水處理工藝，才可以確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展?；诖?，本篇文章對(duì)高硬煤化工廢水無(wú)廢處理軟化技術(shù)進(jìn)行研究，以供參考。Keys：高硬煤化工廢水；無(wú)廢處理；軟化技術(shù)；應(yīng)用分析引言煤化工是使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)煤炭資源清潔利用的重要手段。近些年，“貧油少氣”的能源特征促使煤化工行業(yè)快速發(fā)展。然而，煤化工企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要排放大量廢水，容易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。“零排放”，是指限地減少污染物和能源排放直至為零的活動(dòng)。廢水零排放是指將含有大量無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)污染物的工業(yè)水處理達(dá)到99%以上回收再利用，污染物則被濃縮至固態(tài)或結(jié)晶的形式作進(jìn)一步處理的技術(shù)。2007年頒布的《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃》明確要求，對(duì)于在建和擬建的煤化工項(xiàng)目，努力實(shí)現(xiàn)廢水少排放或零排放。近幾年，在我國(guó)現(xiàn)行的政策背景下，強(qiáng)制規(guī)定必須實(shí)行廢水零排放技術(shù)，尤其在我國(guó)煤化工生產(chǎn)中，必須堅(jiān)持以人為本的發(fā)展理念，以環(huán)境為基礎(chǔ)的宗旨，采用有效的廢水零排放處理技術(shù)，以降低對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染。然而，零排放的難度是有目共睹的，因此對(duì)現(xiàn)有煤化工廢水“零排放”技術(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)出不同情況下的技術(shù)選擇應(yīng)用，為大規(guī)模的推廣零排放保駕護(hù)航，就顯得尤為重要。1煤化工廢水的概述及分類（1）煤化工廢水的概述。我國(guó)煤炭資源主要分布在內(nèi)蒙古、山西、陜西和新疆等地區(qū)，大部分地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展相對(duì)落后，對(duì)工業(yè)廢水的處理也存在一定的不足。且煤化工產(chǎn)業(yè)對(duì)于水資源的消耗有著較大的需求，產(chǎn)生的廢水也十分可觀。從煤化工的工藝流程來(lái)看，廢水的產(chǎn)生主要來(lái)自于煤氣化這一環(huán)節(jié)的冷卻、洗滌、凈化等工藝流程，而煤炭焦化的過(guò)程中也容易產(chǎn)生一定量的廢水，煤的焦化溫度高達(dá)1000℃，且需要在缺氧的環(huán)境下進(jìn)行，而這一過(guò)程容易導(dǎo)致各種復(fù)雜成分的揮發(fā)，并在管道中被稀氨水噴淋冷凝，從而形成廢水。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保事業(yè)的不斷重視，對(duì)水資源的開(kāi)采控制、工業(yè)廢水的處理和排放都提出了更高的要求。目前我國(guó)常見(jiàn)的工業(yè)廢水處理方法主要有AO工藝、SBR工藝和氧化溝工藝等，相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)煤化工企業(yè)對(duì)水資源的管理和利用技術(shù)的研究，盡可能實(shí)現(xiàn)煤化工廢水的回收利用，確保煤化工產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。（2）煤化工廢水的分類。①焦化廢水。煤焦化過(guò)程形成的廢水成為焦化廢水，主要來(lái)源于天然氣的凈化、煉焦、產(chǎn)品回收和精煉化學(xué)等。焦化廢水的排放量極大，且成分復(fù)雜，含有大量聯(lián)苯、萘、吡啶、油脂等穩(wěn)定而難以降解的特點(diǎn)，且對(duì)人體可以造成較大的危害，存在致癌風(fēng)險(xiǎn)。②煤氣化廢水。煤氣化水處理過(guò)程中生成的廢水被叫做煤氣化廢水，主要產(chǎn)生于化油器出口的冷凝液化過(guò)程，通過(guò)多種工藝處理使得碳化物溶解于水或有機(jī)溶劑。不同的工藝環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的廢水中含有不同的成分和污染種類，在處理過(guò)程中要有針對(duì)性的采取不同措施。③煤液化廢水。煤液化廢水中用含有大量的氨氮和酚類化合物，難以通過(guò)生化手段進(jìn)行講解。其中含有大量的多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物和苯類化合物，難以回收利用，有著含油量高、乳化性強(qiáng)、難以降解的特點(diǎn)，主要來(lái)源于由煤化工中水化、液化、精制、加氫裂化等環(huán)節(jié)。2二級(jí)軟化Ca2+較有效的去除方法是碳酸鈉加藥，碳酸鈉的成本約為2000元/噸，且加藥后產(chǎn)生的沉淀為碳酸鈣，可直接返回脫硫塔作為石灰石補(bǔ)充；也可作為污泥進(jìn)行后續(xù)處理，可根據(jù)具體情況做出選擇。如果水質(zhì)中Ca2+本身含量較高，用硫酸鈉調(diào)制結(jié)晶除Ca2+也是經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。所需藥劑為硫酸鈉，成本約降低為500元/噸，從這個(gè)角度講硫酸鈉能有效降低Ca2+的軟化成本。高含量的Ca2++以石膏即二水硫酸鈣的形式回收，硫酸鈣的溶度積常數(shù)Ksp為9.1×10-6。原理如下：Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O↓由于硫酸鈣的溶度積較其它難溶物高，若水中Ca2+含量不高，則需要加入大量的SO42－才能對(duì)Ca2+進(jìn)行有效去除。另外，由于硫酸鈣在水中有一定的溶解度，反應(yīng)至最后還會(huì)有一定量的鈣以離子形態(tài)殘留。一級(jí)軟化使用石灰除鎂的同時(shí)，沉淀池中會(huì)引入大量的Ca2+，進(jìn)而調(diào)整水中Ca2+和SO42－比例，使其離子平衡打破發(fā)生硫酸鈣沉淀。研究結(jié)果表明，氫氧化鎂和硫酸鈣兩種物質(zhì)容易相互促進(jìn)沉淀，而單一存在時(shí)沉淀池中不易分離。有研究分析，固液分離后少量的氫氧化鎂沉淀基本不影響副產(chǎn)品石膏的綜合利用。若廢水中Mg2+含量低的同時(shí)Ca2+含量也不高，目前應(yīng)用較廣的是雙堿法，即石灰/燒堿+碳酸鈉二級(jí)軟化工藝，目的是去除煤化工廢水的Ca2+和Mg2+。該工藝具有很好的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)鈣離子和鎂離子的去除效率高。一級(jí)軟化中，相比之下，燒堿常見(jiàn)的價(jià)格為2500元/噸，藥劑成本約為石灰的五倍，其優(yōu)點(diǎn)是去除Mg2+的同時(shí)，不會(huì)增加系統(tǒng)內(nèi)Ca2+含量，且除鎂效率更高，適用于二級(jí)軟化采用碳酸鈉除鈣的情況，在具體推廣應(yīng)用中應(yīng)該根據(jù)具體的水質(zhì)進(jìn)行分析。3煤化工廢水處理中氨氮甲醛廢水回收處理技術(shù)甲酸廢水回收技術(shù)重點(diǎn)涵蓋兩個(gè)環(huán)節(jié)，其中，一是氨氮甲醛廢水處理環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)跟一般的氣化處理環(huán)節(jié)相比面臨顯著差別，在該技術(shù)的應(yīng)用中，能夠?qū)λ到y(tǒng)中COD跟氨氮的含量，特別是具備顯著的氨氮含量控制效果。煤化工廢水中存在較高的氨氮含量，氨氮甲醛廢水回收技術(shù)的應(yīng)用能夠達(dá)到我國(guó)廢水回收的標(biāo)準(zhǔn)，從而可以進(jìn)行二次應(yīng)用。并且，SBR和A/O等也是較多應(yīng)用的技術(shù)。二是廢水回收環(huán)節(jié)。針對(duì)煤化工循環(huán)水的排放和處理之后，企業(yè)能夠二次應(yīng)用循環(huán)水，然而，回收后的水中含有較多的雜質(zhì)以及較高的含堿量，以及具備較高的水硬度。在進(jìn)行處理時(shí)受到生化處理過(guò)程的影響。為此，企業(yè)可以應(yīng)用霧化（過(guò)濾和軟化等）等方式去除回收應(yīng)用水當(dāng)中的沉淀物和顆粒物，且在超濾、反滲透、脫鹽處理后能夠確保二次應(yīng)用循環(huán)水。并且，堿類物質(zhì)的毒性較大，濃度較高的堿類物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致微生物難以繁殖，即使微生物的活性減小。通過(guò)分類化學(xué)物質(zhì)處理廢水能夠使微生物的繁殖率迅速減小，增強(qiáng)殺菌與降解效果，以及結(jié)合對(duì)水力條件和高污泥齡的調(diào)控，可以使低氧與回流比條件形成，以增加生物濃度，結(jié)合堿類化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行水處理，推動(dòng)廢水的降解殺菌。結(jié)束語(yǔ)綜上所述，（1）煤化工高鹽廢水具有高硬、高硅、高氟，且隨煤種的變化，組成復(fù)雜和波動(dòng)大的特點(diǎn)，在水質(zhì)不斷濃縮過(guò)程中，采用二級(jí)預(yù)處理是非常必要的。（2）氣化高氨氮廢水的脫氮效果及穩(wěn)定性直接影響鹽硝的回收率，應(yīng)關(guān)注生化脫氮工藝技術(shù)的選用，盡可能降低生化出水總氮濃度。（3）實(shí)現(xiàn)了廢水“零排放”和資源化利用，保障了上游裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)煤化工高鹽廢水零排放處理項(xiàng)目有借鑒和指導(dǎo)作用。Reference[1]馬超.煤化工廢水處理技術(shù)存在的問(wèn)題及優(yōu)化措施研究[J].決策探索（中）,2020(12):94.[2]劉雪玲,厲陽(yáng),劉凱,馬寧,王雪清,馬傳軍.煤化工廢水處理問(wèn)題分析與工藝技術(shù)路線研究[J].安全、健康和環(huán)境,2020,20(12):30-34.[3]張文歌,周先.煤