污水处理技术工艺

煤化工过程中化学污染废水处理技术探讨

煤化工过程中化学污染废水处理技术探讨

1 煤化工废水的来源以及特点

煤炭是煤化工的主要原料,运用一系列技术手段,将煤炭转化为燃料和化学产品的过程。在煤化工的生产过程中,有多个工序都容易产生废水,比如:鼓风冷凝、脱硫、除氨等。煤化工的废水中含有大量的酚和氨,还有焦油、苯酚、氰化物、硫化物、COD等污染物质,具有强烈的毒性。如果不能采用有效地措施对废水进行处理,会降低土壤的质量,对环境造成不可预计的负面影响。

煤化工废水的主要特点有如下几方面。

第一,难以被降解。煤化工废水当中含有大量的有机物,比如:喹啉、异喹啉、联苯,这些有机物的结构异常稳定,很难被降解,给煤化工废水的处理带来了巨大的困难。

第二,颜色深,污浊程度高。在煤化工进行生产时,各个环节都能够产生一定的废弃物,融入工业废水当中。这就造成了工业废水成分复杂,各种污染物质混合在一起,显得特别污浊。

第三,污染成分复杂。煤化工的生产工艺很复杂,具有多个生产环节。这些环境中都会产生污染物质,这些污染物质集中在废水当中,成分复杂,大大增加了废水处理的难度,提高了对废水处理技术的要求。

2 煤化工废水的处理技术

2.1 预处理

2.1.1 气浮法

这一方法主要是针对废水中的油类物质进行去除和回收。主要工作原理是:向废水中通入空气小气泡,促使小气泡与水中的油滴颗粒粘附在一起,再把利用特殊方法把气泡从水中排出去,达到了分离油质成分的作用。气浮法对于悬浮物的处理效果显著,而且产生浮渣容易运输和再次利用。但是气浮法只对于油类物质具有明显效果,所以经常要与其他方法配合使用。

2.1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是为了出去废水中悬浮的有机物,以便进行后续的生物处理。这种方法主要是利用重力作用让水中的固体悬浮物下沉,从而与液体分开。在工业废水中加入混凝剂,比如:铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺,来强化沉淀效果。采用混凝沉淀法,需要根据废水成分的不同、pH值的不同来采用不同种类和用量的混凝剂。这种方法的优点是流程简单、花费资金少,能够实现大批量的废水处理;缺点是对于COD的去除没什么效果,而且容易生成大量难以进行脱水处理的泥渣。

2.1.3 MAP化学沉淀法

MAP化学沉淀法是为了去除煤化工废水当中的氨和氮。由于含有氨和氮的复盐,比如:磷酸铵镁、磷酸铵锌等,不容易在水中溶解,所以,要向废水中加入磷酸根离子和一些金属离子,来与高浓度的氨和氮生成沉淀进行分离。目前,对含氨氮废水的处理,主要是向其中投入氯化镁和磷酸氢二钠。由于生成的沉淀物英文缩写为MAP,所以这种方法被称作MAP化学沉淀法。MAP化学沉淀法对于废水中的氨和氮去除率很高,工艺流程也不复杂,沉淀反应不会受到温度和水中毒素的影响,生成的沉淀物也没有后续污染。

2.1.4 溶解萃取脱酚法

通过溶解萃取对废水进行脱酚处理,能够回收废水中的酚成分。酚在一些特定的溶剂中的溶解度比在水中的溶解度大,这一特质就是溶解萃取脱酚法的工作依据。将含酚的工业废水和容易溶解酚的萃取剂共同投入萃取设备当中,然后再通过精馏塔将酚和萃取剂分离出来,得到能够继续循环使用的萃取剂和脱酚废水,达到提取废水中的酚的目的。经过处理后的脱酚废水,可以经由溶剂回收塔流向下一废水处理环节。

2.2 生化处理

2.2.1 SBR工艺

SBR工艺是一种出现于20世纪70年代的新技术,主要适用于生物降解和脱氮除磷。SBR工艺包括5个工作流程,既进水、反应、沉淀、排水、闲置等。这一工艺方法能够实现生物降解、沉淀、均化和终沉等功能于一体,由高科技设备进行自动控制,不需要再设置污泥回流系统。SBR工艺的反应池具有良好的生化反应能力和污水处理能力,能够有效抵抗污泥膨胀带来的冲击,稳定地进行工作。

2.2.2 固定化生物技术

固定化生物技术能够有效处理废水当中的难降解有机毒物,是近年来研发出来的新型废水处理技术,在固定优势菌种时具有很强的针对性和可选择性。采用这种技术对工业废水进行处理,能够提高生物反应器内部的微生物的细胞浓度和纯度,有利于高效菌种保持活力。通过这种方法来处理工业废水,产生的污泥较少,容易去除大量的氨,形成固体和液体分离开的处理产物。

2.2.3 A2-O法

A2-O法又叫做低氧-好氧法,对于工业废水当中的氨氮和有机会具有显著的处理效果。A2-O工艺是在A-O工艺的基础上进行改进的工艺方法。相比A-O工艺,A2-O工艺在缺氧池之前多设置了一个厌氧池。在煤化工的废水当中,往往会含有大量的杂环及多环的芳烃类有机物,这些有机物在氧气充足时不容易发生生物降解,必须要经过厌氧酸化处理,才能够容易发生生物降解,或者转化为小分子。

2.3 深度处理

2.3.1 活性炭吸附法

活性炭是一种黑色、多孔的固体炭,具有很强的吸附性,在工业生产中常常被当作吸附剂来使用。活性炭吸附法,就是利用活性炭的这一特质,对煤化工废水进行深度处理。活性炭的孔洞表面具有大量的羧基、羟基、酚羟基和内酯,对COD具有明显的去除效果。科学调查表明,在pH值为6的环境下,向50 mL废水当中投入一克活性炭粉末,1 h能够去除98.5%的COD。

2.3.2 催化湿式氧化法

催化湿式氧化法,就是在高温、高压、催化剂等条件下,促进废水当中的氧化作用,把废水当中的有机物分解成二氧化碳、水和氮气等无害物质。目前这一方法的应用主要体现在两个方面:高浓度、难降解的有机废水的预处理;包含有毒物质的工业废水处理。这种方法的特点是用途广、氧化速度快、废水处理的效率高、工艺流程简单、不容易产生二次污染。使用这种方法,催化剂昂贵的价格和高处理成本是主要的限制条件。另一方面,使用催化湿式氧化法需要高温高压的工作条件,对工艺设备具有很高的要求。

2.3.3 臭氧氧化法

臭氧氧化法具有瞬时反应、没有永久性残留物、处理效率高等特点,被应用于煤化工的废水处理当中。其主要工作流程如下:首先,在隔油池内分理出废水的油和酚,然后进去调节池进行PH值的调节,最后与臭氧一起通过氧化器进行氧化,通过氧化器的时候一般以一种喷射的方式来进行。由于臭氧不容易储存,需要在生产之后立即进行使用,所以,不容易调节臭氧的输出量,在废水的水质发生变化时的适应性差。另一方面,这一工艺方法容易消耗较大的投资和耗电量,实行的成本过高,还容易造成臭氧泄露,对周围环境和生物形成危害。

3 处理工艺

上述工艺的废水处理过程中,对传统的工艺流程进行了改进。经处理后送深度回用处理站作最终处理,废水站运行过程中产生的水泵机封冷却水、场地清洗水、设备检修排水等全部收集后处理,因此可以达到区域内无废水外排。经过3年的现场运营,效果良好,最终70%的煤化工废水处理成了工业用水,在其余单元内回用;10%的纳滤(纳滤)浓水送三烧结混合机拌料处理,20%的二级RO(反渗透)浓水用作炼铁厂1#烧结机的干法脱硫装置的烟气冷却水,达到废水“O”排放的目标,这也是国内钢铁企业处理焦化废水做的最好的。

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