煤化工废水处理工艺浅析

煤化工废水处理工艺浅析摘要:煤化工是个高污染、高耗能行业,周围环境承受着巨大的潜在威胁。本文在分析煤化工用水的特点和现状的基础上,重点介绍了煤化工废水处理的生化工艺和深度处理工艺,同时指出了煤化工废水处理的发展方向。关键字:煤化工废水处理工艺污染物一、煤化工废水的基本特点煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物质。废水中COD一般在4500mg/l左右、氨氮在200~500mg/l,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;吡咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有吡啶、咔唑、联苯、三联苯等。二、煤化工废水的处理方法2.1预处理预处理常用的方法:隔油、气浮等。因过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法在煤化工废水预处理中的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外对后续的生化处理还起到预曝气的作用。2.2生化处理对于预处理后的煤化工废水,一般采用缺氧-好氧生物法处理(A/O工艺或A2/O工艺),但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物,好氧生物法处理后出水中的COD和氨氮指标难以稳定达标。因此,近年来出现了一些新的生物处理技术,如生物炭法(PACT)、生物流化床处理法(PAM)等。(1)生物炭法(PACT)在生化进水中投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一起在曝气池内混合,从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在曝气池内,活性污泥附着于粉末活性炭的表面,由于粉末活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力,提高了污泥的吸附能力,特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高,从而也提高了COD的降解去除率。一般来说在PACT系统内,活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在100%~350%,即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0~3.5kgCOD。而且,PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。对煤化工废水中的高浓度大分子有机物具有良好的处理效果。(2)生物流化床处理法(PAM)PAM法实际上是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术,该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合,污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内,通过在活性污泥池中投加特殊载体填料使微生物附着生长于悬浮填料表面,形成一定厚度的微生物膜层。附着生长的微生物可以达到很高的生物量,因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的2~4倍,可达8~12g/L,降解效率也因此成倍提高。由于微生物为附着生长方式,流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄(20d~40d),非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖,填料表面有大量的硝化菌繁殖,因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力。(3)固定化生物技术固定化生物技术是近年来发展起来的新技术,可选择性地固定优势菌种,有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2~5倍,而且优势菌种的降解效率较高,相关实验证明其处理8h对吡啶等物质降解率在90%以上。三、深度处理煤化工废水经生化处理后,出水的COD、氨氮等浓度虽有极大的下降,但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此,生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。3.1混凝沉淀混凝沉淀法是在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果调节好适当的pH值,使废水中的悬浮物质在混凝剂的作用下聚集进而在重力作用下下沉,以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物。该方法可有效降低废水中的浊度。3.2吸附法由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力,当废水通过比表面积很大的固体颗粒时,水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上,从而去除污染物质。该方法可取得较好的效果,但存在吸附剂用量大,费用高产生二次污染等问题,一般应用于出水处。3.3高级氧化技术由于煤化工废水中的有机物复杂多样,其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术是在废水中产生大量的自由基HO,自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。四、处理煤化工废水处理难度近年来,国际国内不断研究、探索出了一些处理煤化工废水的新方法和新技术,但是这些方法往往有利也有弊。如果单纯使用生物氧化工艺,那么在出水中仍然有一定的难降解物,COD的含量也偏高,根本不符合排放标准。另外,其他的诸如吸附工艺、催化氧化工艺等也不同程度地存在着成本高、会带来二次污染等问题。所以,到目前为止,还没有任何一种工艺或方法就能把煤化工的废水处理得干净、彻底。五、结语当前,我国正在推进煤化工行业的发展,同时,也加大了对控制污染、生态环保、节约资源等方面的力度。煤化工企业在设计时要强调和确立节水观念,采用更加科学、先进的节水和水处理工艺、设备,尽量少用水、少排废水,在煤化工产业的发展和环保、节能方面实现共赢。参考文献[1]章柏洋.煤化工废水及其处理技术进展[J].中国循环经济,2011.[2]谷丽琴.煤化工环境保护[M].北京:化学工业出版社,2005.[3]孟冬冬.论当代煤化工废水处理工艺的现状及发展方向[J].中国石油和化工标准与质量,2011(04).