煤化工廢水處理工藝及有機(jī)污染物的處理

煤化工廢水處理工藝及有機(jī)污染物的處理

0機(jī)焦廢水超標(biāo)排放根據(jù)目前煤氣焦行業(yè)的研究和分析，約70%的焦油廠通過脫氮處理直接排放。30%的焦油廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水沒有經(jīng)過處理直接排放，這些廢水的過度排放對人類、水和蔬菜等都有很大的影響。煤化工廢水污染是工業(yè)廢水排放中一個(gè)突出的環(huán)境問題,也是擺在人們面前的一個(gè)急需解決的課題。1廢水的來源與組成所謂煤化工是以煤為原料,通過一系列化學(xué)工藝的反應(yīng),將其轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料及生產(chǎn)出各種化學(xué)化工品的工業(yè)。煤化工主要包括煤的一次化學(xué)加工、二次化學(xué)加工和深度化學(xué)加工,煤的氣化、液化和焦化過程,煤的合成氣化工、焦油化工和電石乙炔化工等?；谏a(chǎn)工藝與產(chǎn)出產(chǎn)品的差異,煤化工過程大致可分為煤焦化、煤電石、煤氣化和煤液化等,而煤化工廢水就主要來源于這四條生產(chǎn)鏈。煤化工企業(yè)排放廢水往往以高濃度煤氣洗滌廢水為主,其來源主要有:(1)煉焦用煤水分和煤料受熱裂解時(shí)析出化合水形成的水蒸汽,經(jīng)初冷凝器形成的冷凝水;(2)煤氣凈化過程中產(chǎn)生出來的洗滌廢水;(3)回收加工焦油、粗苯等副產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的廢水,其中以蒸氮過程中產(chǎn)生的含氨氮廢水為主要污染來源;(4)煤加壓氣化過程中,所含的飽和水分(主要是加壓氣化過程加入的水蒸氣和煤本身所含的水分)會(huì)在粗煤氣冷凝時(shí)逐步冷卻下來,這些冷凝水匯入噴淋冷卻系統(tǒng)循環(huán)使用,此時(shí),需將多余的廢水排出以平衡整體的水循環(huán)過程,其中溶解或懸浮有粗煤氣中的多種成分。這些來自不同生產(chǎn)鏈的廢水集中后,總體構(gòu)成了煤化工廢水。煤化工廢水的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為:組分復(fù)雜,含大量固體懸浮顆粒、揮發(fā)酚、稠環(huán)芳烴、吡咯、呋喃、咪唑、萘、含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物、氰、油、氨氮及硫化物等有毒、有害物質(zhì),COD值和色度都很高。雖然由于原煤組成和生產(chǎn)工藝條件的不同,廢水中污染物含量和種類不盡相同,但總體來說,煤化工廢水的COD值一般在2000~5000mg/L,pH在7.0~10.0,氨氮在200~600mg/L,揮發(fā)酚在300~500mg/L,氰化物在10~30mg/L。由于該廢水水質(zhì)成分復(fù)雜且氨氮、揮發(fā)酚、氰化物等污染物濃度高,加之有吡啶、咔唑、聯(lián)苯等多種十分難降解的有機(jī)污染物。2處理煤、廢水的技術(shù)2.1預(yù)處理2.1.1顆粒浮渣的形成氣浮法主要用于去除并回收廢水中的油類物質(zhì),其原理是將空氣以微小氣泡的形式通入水中,使微小氣泡與在水中懸浮的顆?；蛴偷握掣?形成水-氣-顆粒(油滴)三相混合體系,顆粒粘附于氣泡上浮至水面,從水中分離出去,形成浮渣。該方法對懸浮物去除率較高,浮渣含水率較低且易于運(yùn)輸,為浮渣的綜合利用創(chuàng)造了條件,但因其對COD的去除效果不佳,故通常與其他方法聯(lián)合使用。2.1.2有機(jī)物浮液劑沉淀法是利用水中懸浮物的可沉降性能,在重力作用下下沉,以達(dá)到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機(jī)物,以降低后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷。在生產(chǎn)中通常加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等來強(qiáng)化沉淀效果。此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類和用量等。該方法主要優(yōu)點(diǎn)是工程投資少、處理量大,工藝簡單可靠;缺點(diǎn)是需要隨著水質(zhì)的變化而改變投料條件,COD去除率不高。2.1.3磷酸銨鹽沉淀法MAP化學(xué)沉淀法主要針對煤化工廢水中高濃度氨氮的去除。由于NH4+一般不與陰離子生成沉淀,而它的某些復(fù)鹽不溶于水,如磷酸銨鎂、磷酸銨鋅等。因此,向廢水中投加磷酸根離子和特定的金屬離子可與高濃度的氨氮結(jié)合生成沉淀物,從而將其去除。目前研究最多的是向含氨氮廢水中加入MgC12和Na2HPO4,使其與NH4+反應(yīng)生成MgNH4PO4·6H2O(簡稱MAP)沉淀。2.1.4溶劑對廢水的處理溶劑萃取脫酚是目前酚回收的一種常用工藝,由于酚在某些溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度,因而溶劑與含酚廢水充分混合和接觸時(shí),廢水中的酚就轉(zhuǎn)移到溶劑中,從而將污水凈化。該方法操作簡單,可有效地回收揮發(fā)酚和非揮發(fā)酚,有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2.2生物化學(xué)2.2.1r法的運(yùn)行工況該工藝是20世紀(jì)70年代以來開發(fā)的集生物降解和脫氮除磷于一體的新技術(shù),SBR法的運(yùn)行工況為間歇操作,其典型流程包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等五個(gè)階段。SBR池兼均化、沉淀、生物降解、終沉等功能于一體,通過自動(dòng)控制完成工藝操作,可以方便靈活地進(jìn)行缺氧-厭氧-好氧的交替運(yùn)行,不需污泥回流系統(tǒng)。2.2.2廢水處理的生物處理技術(shù)固定化生物技術(shù)是近年來發(fā)展起來的新型技術(shù),其在固定優(yōu)勢菌種時(shí)具有較大的選擇性和針對性,對含有難降解有機(jī)毒物的廢水處理效果較好。在工業(yè)廢水處理技術(shù)中,采用固定化細(xì)胞技術(shù)有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)原微生物細(xì)胞濃度和純度,并保持高效菌種,污泥量少,利于反應(yīng)器的固液分離,此外,其對于氨的去除也比較有效。2.2.3-o厭氧池處理工藝A-O法(即低氧-好氧法),該方法對煤化工廢水中的氨氮和有機(jī)物有較好的去除效果。A2-O工藝是在A-O工藝基礎(chǔ)上開發(fā)出來的改進(jìn)工藝,與A-O工藝相比,在缺氧池前多了一個(gè)厭氧池。由于煤化工廢水中含有大量雜環(huán)及多環(huán)芳烴類有機(jī)物,這些有機(jī)物在好氧條件下較難生物降解,通過厭氧酸化處理,可將其轉(zhuǎn)化為小分子或易生物降解的有機(jī)物,有效提高廢水的可生化性。2.3深度處理2.3.1非極性吸附劑活性炭是一種由含碳為主的物質(zhì)作原料,經(jīng)高溫炭化活化制得的疏水性非極性吸附劑。由于其含有大量的微孔和中孔,具有較大的比表面積,而且在其孔的表面上含有大量的羧基、羥基、酚羥基、內(nèi)酯等官能團(tuán),因此具有很強(qiáng)的吸附性能。2.3.2預(yù)處理和廢水處理催化濕式氧化技術(shù)是在高溫、高壓及催化劑作用下,經(jīng)空氣氧化使污水中的有機(jī)物、氨分別氧化分解成CO2、H2O及N2等無害物質(zhì),達(dá)到凈化目的。目前,該方法主要應(yīng)用于兩大方面:一是用于高濃度難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理;二是用于處理有毒的工業(yè)廢水。該方法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、流程簡單,二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。2.3.3臭氧吸濕法臭氧氧化的工藝流程為:廢水經(jīng)隔油池去除油和酚,進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值,然后與臭氧一起噴入接觸氧化器,污水以一定的壓力和速度通過噴嘴,借噴射形成的負(fù)壓將臭氧吸入。該方法為瞬時(shí)反應(yīng),無永久性殘留,處理效率高,但臭氧需要邊生產(chǎn)邊使用,不能貯存,當(dāng)廢水量和水質(zhì)發(fā)生變化時(shí),調(diào)節(jié)臭氧投放量比較困難,再加上該工藝的基礎(chǔ)建設(shè)投資和耗電量較大,處理成本高,若操作不當(dāng),臭氧還會(huì)對周圍生物造成危害,因而在我國尚未全面推廣。3幾種新技術(shù)