治理煤化工廢水

                        上海申弘閥門有限公司

近年來對(duì)煤化工污水防治技術(shù)研究方興未艾,出現(xiàn)了生物膜反應(yīng)器、濕式氧化、等離子體處理、光催化和電化學(xué)氧化等技術(shù),上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。這些技術(shù)已在個(gè)別煤化工企業(yè)得到實(shí)施或取得試驗(yàn)成果,由于應(yīng)用成本普遍較高,所以還未大規(guī)模推廣應(yīng)用。
(1)膜生物反應(yīng)器是20世紀(jì)末發(fā)展起來的水處理,是生物技術(shù)與膜技術(shù)的結(jié)合,它既利用了膜分離的選擇透過性與性,又利用了生物處理的有效性與*性。可將水中有害物質(zhì)大限度地去除。膜生物反應(yīng)器分為厭氧與好氧兩種,其技術(shù)要點(diǎn)為通過膜的截留作用在反應(yīng)器內(nèi)形成高濃度的生物種群,從而使得反應(yīng)器的生物負(fù)荷很低而且泥齡較長(zhǎng),并將污水中的有機(jī)物特別是難降解有機(jī)物代謝分解,通過膜過濾后的反應(yīng)器出水水質(zhì)清澈可直接回用。使用該裝置處理污水,能達(dá)到并超過傳統(tǒng)深度處理的要求, COD去除率在95%以上, SS 99%去除,出水水質(zhì)清澈透明,但微生物菌種需進(jìn)行馴化培養(yǎng)。
(2) 20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的濕式催化氧化法(WCAO)是對(duì)傳統(tǒng)的濕式氧化法的改進(jìn),通過加入催化劑降低了反應(yīng)的活化能,從而使反應(yīng)能在更加溫和的條件下和更短的時(shí)間內(nèi)完成,直接采用空氣為氧化劑,實(shí)現(xiàn)難降解廢水的低費(fèi)用處理。
根據(jù)不同煤種采用不同的氣化工藝技術(shù),產(chǎn)生廢水中污染物組成和數(shù)量也大不相同。與固定床工藝相比,流化床和氣流床工藝的廢水水質(zhì)較好;而固定床爐內(nèi)溫度較低,煤干餾出的焦油、酚類、苯類、氨等物質(zhì)留在粗煤氣中,通過洗滌進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。
其他進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)的廢水還有低溫甲醇洗甲醇水塔精餾廢水、低溫甲醇洗甲醇水塔底部排水、變換工藝?yán)淠?煤氣冷卻排水)、氨回收裝置排水等,主要污染組分為COD、BOD5、總氨、總酚、揮發(fā)酚、石油類、氰化物、硫化物、SS等,其特點(diǎn)是污染物濃度高,水量大,具有一定的處理難度,是煤化工產(chǎn)業(yè)的污染防治重點(diǎn)對(duì)象之一。
煤化工綜合廢水COD可達(dá)5000mg/L、氨氮在200~500mg/L,是一種典型含有較難降解有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。廢水中的易降解有機(jī)物主要是酚類和苯類化合物,如砒咯、萘、呋喃、咪唑類等;難降解的有機(jī)物主要有砒啶、烷基吡啶、異喹啉、喹啉、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。煤化工廢水經(jīng)生化處理后還殘留各種生色基團(tuán)和助色基團(tuán)物質(zhì),如3-甲基-1, 3, 6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、苯酚、2-氯-2-降冰片烯等,因而色度和濁度較高。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤化工企業(yè)所采用的常規(guī)“物化預(yù)處理+生化處理"方法,處理后排水都不能達(dá)到國(guó)家或地方排放標(biāo)準(zhǔn)。
近年來，不斷有新的方法和技術(shù)用于處理煤化工廢水，但各有利弊。單純的生物氧化法出水中含有一定量的難降解有機(jī)物，COD值偏高，不能*達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 吸附法雖能較好地除去COD，但存在吸附劑的再生和二次污染的問題。催化氧化法雖能降解難以生物降解的有機(jī)物，但實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中存在運(yùn)行費(fèi)用高等問題。A2/O工藝運(yùn)行管理和成本相對(duì)較低，該工藝是煤化工廢水的主要選用工藝。但目前還沒有哪一種工藝可以*處理好煤化工廢水，所以利用多種方法聯(lián)合處理煤化工廢水是煤化工廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

1.預(yù)處理
煤化工廢水經(jīng)生化處理后，出水的COD、氨氮等濃度雖有極大的下降，但由于難降解有機(jī)物的存在使得出水的COD、色度等指標(biāo)仍未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，生化處理后的出水仍需進(jìn)一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術(shù)、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術(shù)。
2.生化處理
3.深度處理
對(duì)于預(yù)處理后的煤化工廢水，一般采用缺氧－好氧生物法處理（A/O工藝或A2/O工藝），但由于煤化工廢水中的多環(huán)和雜環(huán)類化合物，好氧生物法處理后出水中的COD和氨氮指標(biāo)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
因此，近年來出現(xiàn)了一些新的生物處理技術(shù)，如生物炭法（PACT）、生物流化床處理法（PAM）等。
1.生物炭法（PACT）
在生化進(jìn)水中投加粉末活性炭與回流的含炭污泥一起在曝氣池內(nèi)混合，從污泥濃縮池中排出的剩余污泥進(jìn)污泥脫水裝置。在曝氣池內(nèi)，活性污泥附著于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面積及其很強(qiáng)的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特別在活性污泥與粉末活性炭界面之間的溶解氧和降解基質(zhì)濃度有了很大幅度的提高，從而也提高了COD的降解去除率。一般來說在PACT系統(tǒng)內(nèi)，活性炭吸附處理COD的動(dòng)態(tài)吸附容量在99%~350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0~3.5KgCOD。而且，PACT法能處理生物難以降解的有毒有害的有機(jī)污染物質(zhì)。對(duì)煤化工廢水中的高濃度大分子有機(jī)物具有良好的處理效果。
2.生物流化床處理法（PAM）
PAM法實(shí)際上是一種基于特殊結(jié)構(gòu)填料的生物流化床技術(shù)，該技術(shù)在同一個(gè)生物處理單元中將生物膜法與活性污泥法有機(jī)結(jié)合，污染物通過吸附和擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜內(nèi)，通過在活性污泥池中投加特殊載體填料使微生物附著生長(zhǎng)于懸浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜層。附著生長(zhǎng)的微生物可以達(dá)到很高的生物量，因此反應(yīng)池內(nèi)生物濃度是懸浮生長(zhǎng)活性污泥工藝的2~4倍，可達(dá)8~12g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物為附著生長(zhǎng)方式（不同于活性污泥的懸浮生長(zhǎng)），流動(dòng)床載體表面的微生物具有很長(zhǎng)的污泥齡（20d~40d），非常有利于生長(zhǎng)緩慢的硝化菌等自養(yǎng)型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系統(tǒng)具有很強(qiáng)的硝化去除氨氮能力。有煤化工廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。
硝化過程：NH+4+3/2O2→2H++NO2－+H2O NO2－+O2→NO3－反硝化過程：6NO3－+5CH3OH→5CO2+2N2+7H2O+6OH-
3.固定化生物技術(shù)
固定化生物技術(shù)是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，可選擇性地固定優(yōu)勢(shì)菌種，有針對(duì)性地處理含有難降解有機(jī)毒物的廢水。
經(jīng)過馴化的優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2－5倍，而且優(yōu)勢(shì)菌種的降解效率較高，相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明其處理8h對(duì)吡啶等物質(zhì)降解率在90%以上。
4.序批式活性污泥法（SBR）
這是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同[6]，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。該方法使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大，煤化工廢水處理效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好，耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對(duì)污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊。若出水水質(zhì)仍不達(dá)標(biāo)，也可以在SBR生化池內(nèi)投加少量粉末活性炭以提高處理效率。
煤化工廢水經(jīng)生化處理后，出水的COD、氨氮等濃度雖有極大的下降，但由于難降解有機(jī)物的存在使得出水的COD、色度等指標(biāo)仍未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，生化處理后的出水仍需進(jìn)一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術(shù)、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術(shù)。
1.混凝沉淀
混凝沉淀法是在生產(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)化沉淀效果調(diào)節(jié)好適當(dāng)?shù)膒H值，使廢水中的懸浮物質(zhì)在混凝劑的作用下聚集進(jìn)而在重力作用下下沉，以達(dá)到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機(jī)物。該方法可有效降低廢水中的濁度。

2.吸附法
由于固體表面有吸附水中溶質(zhì)及膠質(zhì)的能力，當(dāng)廢水通過比表面積很大的固體顆粒時(shí)，水中的污染物被吸附到固體顆粒（吸附劑）上，從而去除污染物質(zhì)。該方法可取得較好的效果，但存在吸附劑用量大，費(fèi)用高產(chǎn)生二次污染等問題，一般應(yīng)用于出水處。有煤化工廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。
3.氧化技術(shù)
由于煤化工廢水中的有機(jī)物復(fù)雜多樣，其中酚類、多環(huán)芳烴、含氮有機(jī)物等難降解的有機(jī)物占多數(shù)，這些難降解有機(jī)物的存在嚴(yán)重影響了后續(xù)生化處理的效果。
氧化技術(shù)是在廢水中產(chǎn)生大量的自由基HO，自由基能夠無選擇性地將廢水中的有機(jī)污染物降解為二氧化碳和水。氧化技術(shù)可以分為均相催化氧化法、光催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他催化氧化法。本文相關(guān)的論文有：中國(guó)閥門產(chǎn)值遞增