煤化工廢水處理工程中的常用工藝

煤化工廢水處理工程中的常用工藝

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，資源利用效率不斷提高，必須滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)資源的需求。而在我國(guó)眾多資源行業(yè)當(dāng)中，煤炭?jī)r(jià)格屬于下行周期。新型煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)當(dāng)中呈現(xiàn)出石油相對(duì)較少、天然氣相對(duì)較少但是煤炭相對(duì)豐富的狀態(tài)，主要是對(duì)石油化工產(chǎn)品和燃料油產(chǎn)品進(jìn)行合成、制取、補(bǔ)充、替代，在對(duì)經(jīng)濟(jì)得到最大化滿足的過(guò)程當(dāng)中，需要不斷地對(duì)資源產(chǎn)生的依賴進(jìn)行減少。在2014的能源會(huì)議當(dāng)中，對(duì)于煤制油和煤制氣的規(guī)劃做出了明確的規(guī)定，規(guī)劃表示到2020年需要對(duì)煤制油建設(shè)3000萬(wàn)t，煤制氣需要生成500億m1煤氣化法1.1煤氣化廢水的成分及性質(zhì)對(duì)汽化爐內(nèi)的煤顆粒大小和顆粒的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，總體可以分為三種類型，即以魯奇為代表的固定床氣化爐、以U-Gas（灰團(tuán)聚/灰融聚）、溫克勒（Winkler）等為代表的流化床氣化爐和以德士古、殼牌為代表的氣流床氣化爐。這三種典型的煤氣化工藝廢水的產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖1。煤氣化廢水屬于一種典型的工業(yè)有機(jī)廢水，其具備著高濃度、高污染、有毒、難降解的特點(diǎn)。從表1可以看出，氣化工藝在生成所形成的廢水當(dāng)中，其具有氨氮含量高的特點(diǎn)，其中酚含量最高的工藝為固定床工藝。氣流床工藝所產(chǎn)生的焦油含量相對(duì)較低，甲酸化合物相對(duì)較高，氰化物在三種工藝當(dāng)中都會(huì)產(chǎn)生，固定床工藝產(chǎn)生的有機(jī)污染物COD最多。因此需要對(duì)固定床的氣化廢水有機(jī)物，進(jìn)行進(jìn)一步的全面分析，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在固定床的氣化廢水含量當(dāng)中，存在著多種生物，包含了酚、衍生物，其中如果需要對(duì)酚類物質(zhì)進(jìn)行生化效果之后的效率要求達(dá)到99%的狀態(tài)，則需要保證其濃度小于50mg/L。在污泥活性對(duì)酚類物質(zhì)具備抑制作用的狀態(tài)下則需要保證其濃度在50mg/L之上。在固定氣化廢水當(dāng)中，包含芳香族物質(zhì)的衍生物，比如吡啶、吲哚、喹啉、聯(lián)苯等，生物酶的結(jié)合度方面性能相對(duì)較差的原因主要是其電子云密度的狀態(tài)相對(duì)分散。1.2廢水鹽分源頭分析及廢水處理系統(tǒng)水質(zhì)特征在煤化工工藝所產(chǎn)生的廢水中，高含鹽廢水主要是由系統(tǒng)本身水汽蒸發(fā)和中水回用再生所形成的。對(duì)其經(jīng)過(guò)特殊生化和膜濃縮處理之后就能實(shí)現(xiàn)廢水的有效凈化，已經(jīng)成為現(xiàn)代煤化工工業(yè)水系統(tǒng)的優(yōu)化關(guān)鍵步驟。從廢水鹽分源頭分析，主要由煤化工工業(yè)用水量的增大和循環(huán)使用率的提升造成的。廢水處理過(guò)程中，利用處理之后所產(chǎn)生的濃鹽水對(duì)環(huán)境會(huì)造成一定程度的影響和污染。回用含鹽廢水成分也相對(duì)復(fù)雜，多數(shù)源于全廠中水回用系統(tǒng)所處理的反滲透濃水。高濃鹽水加重污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成一定污染。加劇土壤的鹽漬化，同時(shí)還會(huì)造成金屬管道和設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象，最終影響設(shè)備設(shè)施的使用壽命。2針對(duì)化工廢水處理零排放技術(shù)的問(wèn)題和解決方案2.1廢水零排放處理當(dāng)中的污染物問(wèn)題在對(duì)企業(yè)零排放分析過(guò)程中，需要對(duì)其出現(xiàn)的問(wèn)題做出全面分析，首先企業(yè)本身用水量相對(duì)較大，需要進(jìn)行第二水源的應(yīng)用。在煤制油過(guò)程中，每噸產(chǎn)品需要耗水8～12t，煤化工企業(yè)一般都建筑在煤炭基地的附近周邊地區(qū)，其水資源處于匱乏狀態(tài)，在對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)處理和生化處理的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于一些成分進(jìn)行了規(guī)定，但是對(duì)廢水中毒物、易揮發(fā)物質(zhì)、有色物質(zhì)以及難降解物質(zhì)的其他有機(jī)污染物沒(méi)有進(jìn)行規(guī)定，在含鹽廢水的規(guī)定當(dāng)中，對(duì)COD、SS、氨氮、TDS等做出了規(guī)定，但是污染物的內(nèi)在成分卻沒(méi)有做出詳細(xì)規(guī)定。在對(duì)煤化工廢水零排放的工藝當(dāng)中，出現(xiàn)的問(wèn)題主要集中體現(xiàn)在工藝處理之后，在“物化+生化+BAF”的處理之后，其中的雙?；厥障到y(tǒng)當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)和含鹽廢水的有效回收，在一級(jí)反滲透的作用下進(jìn)行濃水的產(chǎn)生，對(duì)于反滲透的濃縮倍數(shù)的推算，可以利用推算數(shù)值來(lái)對(duì)水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行表示，如果水質(zhì)達(dá)不到再生的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則說(shuō)明水質(zhì)特點(diǎn)無(wú)法查明。在對(duì)含鹽廢水的污堵問(wèn)題和設(shè)備機(jī)械的腐蝕問(wèn)題處理當(dāng)中，可以利用二級(jí)反滲透的方法減少濃水的生產(chǎn)量。反滲透膜在一級(jí)反滲透下所產(chǎn)生的鈣、鎂、硅等離子的作用下會(huì)造成嚴(yán)重污染的現(xiàn)象，脫硅問(wèn)題屬于嚴(yán)重問(wèn)題。高鹽分水對(duì)設(shè)備會(huì)形成相當(dāng)大的腐蝕，因此減少膜裝置和設(shè)備的利用率，進(jìn)而影響其最終使用壽命。在二級(jí)濃縮后所產(chǎn)生的濃鹽水含量相對(duì)較高，這也是處理的關(guān)鍵部位，一般都會(huì)利用蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)行處理，但需要對(duì)其耗能和材質(zhì)做出相對(duì)較高的要求。在自然蒸發(fā)的方式當(dāng)中，企業(yè)的應(yīng)用范圍相對(duì)較多，在滲透有機(jī)物的產(chǎn)生方面概率相對(duì)較多，因此產(chǎn)生的外界污染現(xiàn)象所使用到的占地面積也會(huì)增加，因此在零排放的現(xiàn)象方面存在偏差，還會(huì)產(chǎn)生次生污染的現(xiàn)象和環(huán)境隱患。對(duì)于大量金屬如果處理不當(dāng)就會(huì)形成二次污染，從而造成廢渣。其中，廢液在運(yùn)輸存儲(chǔ)過(guò)程中也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染。2.2含鹽廢水的廢水處理(1）對(duì)有機(jī)廢水的處理需要利用三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)，其中包含了物化處理、生化處理以及深度處理。物化處理當(dāng)中，利用隔油池、氣浮池和混凝沉淀池來(lái)實(shí)現(xiàn)處理，油類物質(zhì)可以在隔油池當(dāng)中處理，密度較小的油類或者懸浮物質(zhì)可以在氣浮池當(dāng)中處理，懸浮物和膠體物質(zhì)可以在混凝沉淀池當(dāng)中實(shí)現(xiàn)去除。在生化處理環(huán)節(jié)，主要是在一定的工序下實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的有效處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物和氮類化合物的去除，其中包含缺氧-好氧脫氮工藝、厭氧-缺氧-好氧工藝、序批式活性污泥法、氧化溝工藝和生物移動(dòng)床反應(yīng)器等多種工藝，其中好氧和厭氧的交替運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的工藝主要為缺氧-好氧脫氮工藝和厭氧-缺氧-好氧工藝。好氧和厭氧在氧化溝的工藝當(dāng)中進(jìn)行有效的區(qū)分，可以最終實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化的現(xiàn)象。對(duì)于生物濾池和流化床的有效結(jié)合可以在生物移動(dòng)床反應(yīng)器的作用下實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)脫氮效果。對(duì)于深度處理方面，利用臭氧氧化、化學(xué)氧化、曝氣生物濾池和活性炭可以實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用。在廢水的可生化性提升方面，可以利用臭氧和化學(xué)氧化進(jìn)行改善。對(duì)于廢水當(dāng)中的COD和氨氮，可以利用曝氣生物濾池來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于水體水質(zhì)的穩(wěn)定性，在活性炭的基礎(chǔ)作用下，對(duì)水質(zhì)波動(dòng)沖擊之后產(chǎn)生的后續(xù)膜實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。(2）在對(duì)含鹽廢水處理的過(guò)程當(dāng)中，可以分為低鹽廢水、濃鹽水處理和高濃鹽水固化處理這三種方式。在混凝沉淀、過(guò)濾、超濾以及反滲透的作用下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低鹽廢水的處理，其中對(duì)SS和膠體物質(zhì)的去除可以在混凝沉淀作用下實(shí)現(xiàn)，對(duì)廢水中的懸浮物質(zhì)和膠體可以在過(guò)濾作用下去除，最后在超濾和反滲透的作用下可以對(duì)SS、膠體及COD的深度去除。在機(jī)械過(guò)濾、脫鈣脫鎂、膜濃縮的方式當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)濃鹽水的有效處理。3廢水零排放技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)對(duì)于現(xiàn)代的煤化工水系統(tǒng)，含鹽廢水的處理和利用，主要是對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理、深度濃縮以及蒸發(fā)結(jié)晶。在我國(guó)煤化工廢水零