物化全程水处理(煤化工工业废水处理的常用工艺与运行)

Posted 2023-06-02

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物化全程水处理(煤化工工业废水处理的常用工艺与运行)

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【导读】煤化工产业是个高能耗、高污染产业，需要大量的水资源，同时产生大量工业废水，对周围环境产生了巨大威胁，因此废水处理至关重要。既能实现节能减排，同时又能节省自己的生产成本。本文简要概述了煤化工工业废水处理的常用工艺及运行情况。

1 煤化工过程中产生的工业废水特点

煤化工排放的工业废水主要以高浓度的煤气洗涤水为主，其中含有大量酚、油、氰化物、氨氮等有害、有毒的物质。废水中COD含量大多在5000mg/L左右、氨氮含量在200～500mg/L左右，其中的有机污染物主要有多环芳香化合物、酚类和含氧、氮、硫的杂环化合物。煤化工废水是典型的含有难降解有机化合物的生产废水。煤化工工业废水中难降解有机化合物主要是吡啶、联苯、咔唑、三联苯等;易降解有机化合物主要是苯类、酚类化合物，比如有吡咯、呋喃、萘、眯唑等。

2 煤化工废水处理的常用工艺

煤化工废水处理工艺基本上是遵行：首先，物化预处理;其次，A/O生化处理;最后，物化深度处理，这样的工艺路线。以下对各个步骤分别作简单介绍。

2.1 预处理

煤化工工业废水中含有较多油脂组分，而过多油脂会影响后面的生化处理效果，因此工业废水处理必然要先除去其中的油脂类。去除油脂的最佳方法是隔油池与气浮法相结合，其目的是除去废水中的油类并加以回收利用，而且还能起到相当于预曝气的作用。工业废水的预处理主要形式还有均质调节、通过初沉除去大颗粒固体等形式。

2.2 生化处理

经过预处理后的煤化工工业废水，我们一般采用缺氧生物法、好氧生物法相结合的处理工艺即A/O工艺，由于煤化工工艺废水中的含有杂环、多环类化合物，用传统好氧生物法处理过后的废水中COD指标很难稳定达标。于是为解决以上问题，有人又提出了一些新的好氧生物处理方法，比如PACT法、厌氧生物法、流动床生物膜法(CBR)，曝气生物滤池BAF法等。(1)PACT法 PACT法是通过在活性污泥曝气池中加入一定量的活性炭粉末，利用活性炭对溶解氧、有机物等的吸附作用，可以为微生物生长提供食物，来加快对有机物的氧化分解。活性炭则可以用湿空气氧化的方法来再生。

(2)厌氧生物法它是将上流式厌氧污泥床(UASB)工艺应用于煤化工工业废水处理。该方法所用反应器由荷兰的G.Lettinga等在1977年开发成功，在反应器底部设有污泥层，废水自下而上通过反应器，大部分有机物可被微生物转化成CO2和CH4。在反应器上部，设有三相分离器，可以使气、液、固三相分离。

(3)流动床生物膜法 CBR法其实是一种基于特殊填料的生物流化床工艺，该工艺在同一个处理单元中将活性污泥法与生物膜法有机结合，将特殊载体填料加入到活性污泥池中，微生物就可以附着在悬浮填料表面生长，从而形成微生物膜层。反应池中生物浓度是悬浮生长活性污泥处理工艺的2～4倍，可达到8～12g/L，降解效率成倍提高。

(4)曝气生物滤池法曝气生物滤池法(BAF)是一种新型高负荷、浸没式、固定生物膜的反应池，该法集生物膜法、活性污泥法两种方法各自的优点于一身，还将物理过滤和生化反应两种处理过程集中到同一反应池中进行。采用BAF法联合处理煤化工工业废水，取得了相当满意的效果。

优缺点：PACT法比较环保，但是吸附的速度比较慢，吸附剂回收困难，比较适合处理含固体较多的工业废水处理;厌氧生物法在反应器中进行，压降较大，对温度要求高，适合处理有机物较多的工业废水处理;流动床生物膜法是两种方法的结合处理速度快，但是价格昂贵，适合处理要求高的工业废水处理;曝气生物滤池法，作为一种新方法价格高，工业废水处理效果好，但是还没有大规模的应用。

2.3 深度处理

煤化工工业废水经过生化处理后，水中的COD指标、氨氮浓度等得到极大的降低，但难降解有机物仍使废水的色度、COD等指标无法达到排放标准。因此，经过生化处理后的工业废水仍需进一步处理。深度废水处理方法主要包括固定化生物技术、混凝沉淀法、吸附法和超滤、反渗透等膜处理法。

(1)固定化生物技术这是新发展起来的技术，可选择性固定优势菌种，同时能针对性地处理含有难降解有机物废水。

(2)混凝沉淀法该法是在生产过程中用混凝剂比如铝盐、铁盐、聚铁、聚铝及聚丙烯酰胺等来加强沉淀的效果，同时要调节好pH值，使废水中悬浮物在混凝剂作用下能够加快聚集、下沉，达到固液分离。这样可以除去废水中悬浮有机物，有效地降低废水浊度。

(3)吸附法由于固体表面具有吸附溶质、胶质的能力，因此当工业废水通过比表面积很大的吸附剂时，其中的污染物就可能会被吸附到固体颗粒上。这种方法可以获得较好的效果，同时也可能有吸附剂用量大、费用高的问题，容易产生二次污染。

(4)超滤、反渗透等膜处理法由于水资源日益短缺，水价格也不断上涨，工业废水循环利用势在必行，将膜技术应用到废水处理也越来越普遍。目前，双膜技术作为国际上研发、工程化应用的热点技术，是有效的工程预处理方法，通过超滤除去废水中的大多数浊度、有机物，减轻对反渗透膜的污染，可延长膜的寿命，减少运行成本。反渗透膜不但能去除工业废水中的有机物、降低COD含量，同时还有家较好的脱盐效果。由于脱除COD、脱盐、脱色能同时在一步完成，使其出水品质高，可直接作为生产循环用水，可实现煤化工工业废水处理后的零排放和煤化工清洁生产。

优缺点：固定化生物技术，对菌种的要求高，适合处理一些特定的难降解的废水;混凝沉淀法该技术比较成熟，应用广泛，但是对废水的pH值要求高;吸附法效果好，但是存在吸附剂用量大、费用高的问题的问题，适合处理含有固体颗粒较多的废水;超滤、反渗透等膜处理法是一种新方法，对膜的要求高，优点就是处理后的水质好，适合对处理要求高的工业废水。

3 煤化工工业废水处理工艺选择

传统的生物氧化法处理废水，其出水中含有少量的难降解有机化合物，使COD含量偏高，无法达到排放标准;而吸附法能有效降低COD含量，但存在吸附剂再生及二次污染问题;缺氧/好氧法与BAF法联合处理煤化工工业废水可取得理想的处理效果，使运行管理成本相对较低，因此该工艺是煤化工工业废水处理的主要工艺。混凝沉淀法与超滤、反渗透双膜处理技术相结合则可实现深度处理，达到回收利用的目的。

4 结论

根据我国的能源结构，缺油、少气、多煤的现状，以后将大力发展煤化工来替代石油化工，煤化工作为一个耗能、耗水大户，其产生的工业废水处理不容忽视，只有选择合适的工业废水处理工艺才能实现煤的综合利用，实现节能减排的目标，煤化工工业废水循环利用，促进煤化工和生态环境的持续发展。