煤加压气化工艺废水处理技术

Posted 2023-01-13 臭氧

篇首语：吃的苦中苦，方为人上人。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了煤加压气化工艺废水处理技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

随着我国经济持续快速发展，对能源需求持续增长。目前，煤炭消费在我国一次能源消费中占比达到近70 %。为使我国能源工业保持可持续发展、达到节能减排目标，我国应大力发展煤加压气化这一煤炭清洁高效转化技术。该技术属煤气化的一种方式，通过煤气化制取气体燃料得到煤气。煤加压气化过程中，会产生大量废水，废水成分复杂，如果不对该废水进行有效的处理，势必会对环境造成巨大污染。因此，为了有效的保护水资源，必须对煤加压气化工艺废水采取积极有效的方法进行降解、无害化处理。

对煤加压气化废水的处理分为一级、二级及深度处理。一级处理主要是回收有价物质；二级处理为生化处理；深度处理普遍采用臭氧氧化和活性炭吸附法。

1 废水一级处理

煤加压气化生产过程中，大量的废水主要来源于对粗煤气进行冷却洗涤产生。粗煤气的各种组分受到如原料煤种类、操作条件、煤成分等许多因素影响，使得水质成分复杂，水质中污染物浓度也较高。如表1 所示。

由表可以看出，废水中苯酚浓度，高达5500 mg/L，远远超出了0.5 mg/L 的排放标准。另外，污染物质中氨的浓度也很高。如果对此类废水直接进行生化处理，是很难达到排放标准的。为了有效的保护水资源，防止其对环境造成污染，必须对该废水进行有效处理。

煤加压气化废水一级处理以除去废水中部分灰渣、油类为目标，有沉淀、萃取、汽提等工艺。经过萃取脱酚和汽提脱氨处理后的煤气废水，可除去挥发酚和挥发氨达99 %及98 %以上，相应的COD 也可除去90 %左右。

酚回收装置一般采用溶剂萃取脱酚工艺处理含酚废水，利用酚在某些溶剂中的溶解度大于在水中溶解度的原理，将废水中酚转移到溶剂中。目前较常用的萃取剂为二异丙基醚，萃取效率大于99 %，不需碱反萃取；氨回收装置一般采用水蒸汽汽提—蒸氨方法。废水经汽提，析出可溶性气体，再通过吸收塔，氨被磷酸铵溶液吸收，从而使氨与其他气体分离，再将此富氨溶液送入汽提塔，使磷酸铵溶液再生，并回收氨。回收的氨再经蒸馏提纯，通过氨冷凝器冷凝后送入液氨罐。经过脱酚蒸氨后的废水，大大降低了酚和氨的浓度，可进行生化处理。

2 废水生化处理

对于气化废水的生化处理主要有生物过滤法和活性污泥法，处理后接近排放标准。

2.1 生物过滤法

煤气化废水采用塔式生物滤池处理的流程是，气体洗涤塔废水经沉淀池沉淀后进入水井冷却。加明矾后流入斜管澄清池，进入调节池，最后返回用于气体洗涤。由斜管澄清池排出的污泥经过浓缩池浓缩，产生的浓缩液返送冷水井，再进入生物滤池处理，剩下的污泥进行排放。该法中的塔式生物滤池为主要处理设备，其中的填料可以用焦炭、陶瓷、塑料等。全塔内分为数格，塔底有通风口，通风方式可以采取自然通风或者强制通风。煤气化废水在塔内从上至下流动，保持水温在20～40 ℃间，废水中的污染物在不同生物作用下得以降解。该法中COD 的出水浓度在350～400 mg/L 间，酚的出水浓度在12.6 mg/L 左右，达不到排放标准。另外，从塔顶逸出的含有毒成分气体会对大气造成污染。

2.2 活性污泥法

活性污泥法主要有以下几类：一次沉淀，去除灰渣；曝气池中进行表曝和一般曝气；隔油池去除焦油；调节池调节pH，控制有害物质浓度于一定范围之内，以利于生化降解；浮选池去除乳化油，并析出部分氨、氰化氢及硫化氢等等。该法采用一般活性污泥法处理煤气废水难以达到排放标准，若采用多级活性污泥处理法，则由于要求曝气时间较长，使设备容积大，难以降解废水中的有机物。

3 深度处理

3.1 活性炭吸附法

属普遍使用的深度处理方法。活性炭分为颗粒状和粉末状。颗粒状的活性炭可以再生后重复使用的，再生率仅为50%，且价格较昂贵；粉末状的活性炭制造容易、吸附能力强，但是再生困难，一般不能重复使用。目前我国的活性炭供应较紧张，费用较高，再生设备少，因而限制了活性炭的广泛使用。

3.2 臭氧氧化法

臭氧氧化的工艺流程为：废水经隔油池去除油酚后流入调节池调节pH。污水与臭氧一起喷入接触氧化器(利用文丘里管原理制成的接触氧化器为多级串联型，级数多处理效率高)[3]。污水以一定的速度及压力通过喷嘴，借喷射形成的负压吸入臭氧。接触氧化器臭氧氧化法由于是瞬时反应，无永久性残留。其氧化性强、处理效率高，能除去各种有害物质。由于臭氧不能贮存，需要边生产边使用。臭氧在水中不稳定，容易消失。当处理的废水量或水质变化时，调节臭氧投放量比较困难。另外，基础建设投资大、耗电量大、成本高，因此国内未得到推广应用。。

4 结语

文章介绍了国内外采用的煤气化废水处理的方法。在对煤加压气化废水的处理目前仍缺乏经济、合理、有效的处理技术条件下，结合煤气废水实际情况，通过引进国外先进技术，深入分析每一种处理工艺的特点，将技术进行综合运用既可减少水资源消耗，同时也能因减少排放量而减轻对环境的污染。