煤化工污水处理技术范例6篇

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煤化工污水处理技术

煤化工污水处理技术范文1

【关键词】煤炭企业;污水处理;技术工艺;综合利用

0.引言

煤炭企业作为高耗能企业,对资源的耗费和对环境的污染程度较高,其排放的污水中含有胆量的氨氮、酚、油、氰化物等有害、有毒物质,煤炭企业污水的无序排放已经危及到地下水的质量,如不加大对煤炭企业污水治理的力度,就有可能给社会和人们的生存环境造成严重的危害,从而引起水资源供需之间矛盾的加剧。煤炭企业排放的污水中的有机污染物主要是多环芳香族化合物、酚类及含硫、氮、氧的杂环化合物等,属于比较典型的难降解的工业污水,这些工业污水如果不进行深度加工就进行排放,无疑会给整个社会和人居环境带来不可估量大的损害。随着污水处理技术的日益发展和污水处理水平的不断提升,采用符合煤炭企业污水处理实际需要的污水处理技术,对煤炭企业产生的污水进行无害化处理并进行循环使用不但是可行的,而且是必要的。不仅可以充分节约水资源,解决水资源供需之间的矛盾,而且能够很好地保护环境不被煤矿企业排放的污水所破坏,在降低煤炭企业生产经营成本的同时,收到良好的社会效益、经济效益和环境效益。

1.公司的基本情况

贵州盘江精煤股份有限公司(下称公司)位于与云南省富源县接壤的贵州省六盘水市盘县境内,地处"攀西--六盘水"这个资源富集的"金三角"南端,以丰富的煤炭资源称冠江南,被誉为"金三角下的一颗明珠"。由始建于1966年原盘江矿务局改制而成,属于大型国有省属煤炭工业企业,是全国重点工业企业之一,是中国南方重要的动力煤生产基地和大型炼焦煤基地。矿区面积706平方公里,远景储量383亿吨,地质储量94.8亿吨,炼焦煤储量占贵州全省炼焦煤总储量的47.9%。盘江煤以发热量高、微磷、低硫、低灰而著称江南,是化工、冶金和动力行业的理想用煤。公司下辖两个分公司、2个矸石电厂、5个选煤厂,矿区内有矿井6座。2010年,公司生产原煤1280万吨,生产精煤355万吨,生产动力煤529万吨。发电5.7亿kwh。实现工业总产值627459万元,工业增加值412834万元。公司高度重视污水处理的综合利用,制定出了详尽的污水处理综合利用,采用“高密度迷宫斜板沉淀+无阀滤池”污水处理工艺对公司生活污水和工业污水进行了净化处理并实现了循环使用,有效降低了公司的生产成本,提高了公司的劳动生产率。

2.煤炭企业污水处理的技术应用

贵州盘江精煤股份有限公司非常重视污水处理的综合利用工作,并将这项工作作为公司2012年度首要的工作列入了重要议事日程,要求污水处理部门采用新技术和符合本公司污水处理实际的新工艺,以依托科技创新,较大程度地降低污水带来的污染为指导思想,处理的范围是煤炭矿井水、煤化工产生的工业污水,公司积极引进先进污水处理经验,改进水处理工艺,提高矿井水、煤化工产生的工业污水处理率,确保矿井水、煤化工产生的工业污水处理后的综合利用率。本公司采用的污水处理技术是:“高密度迷宫斜板沉淀+无阀滤池”水处理工艺。本工艺主要构建物包括高密度迷宫斜板沉淀池和无阀滤池。对煤炭企业排放的污水加入絮凝剂混合后进入反应池,经过高密度迷宫斜板沉淀池处理后,进入无阀滤池进行再一次处理,在除去绝大部分的SS和COD等污染物后,经过消毒等处理后进入超滤池,经过污水的二次处理,产生中水,进行回收和循环使用。其典型污水处理流程详见煤炭企业污水处理工艺流程图2.1。

图 2.1 煤炭企业污水处理工艺流程图

3.煤炭企业污水处理的综合利用分析

煤炭企业污水处理的综合利用要坚持科学发展观,促进煤炭企业污水处理的综合利用的可持续发展是煤炭企业污水处理综合利用的必由之路。煤炭企业污水处理的综合利用要符合科学发展观的要求,积极采用新技术、新工艺、新设备,并跟上时展和污水处理技术发展的步伐,及时对煤炭企业的污水处理技术和工艺进行换代升级和技术改造,全面促进煤炭企业污水处理综合利用的可持续发展,保持污水处理的技术和工艺的先进性。随着公司各方面改革事业的逐步深入,彻底废弃改制前所存在的等、靠、要思想,对煤炭企业污水处理的综合利用进行科学规划,认真论证,研究和分析制约煤炭企业污水处理综合利用可持续发展中存在的障碍性因素,对煤炭企业污水处理的综合利用所面临的机遇和挑战,加大煤炭企业污水处理的工作力度,在对矿井水进行净化处理和综合利用的基础上,将煤炭企业生活污水、工业污水和其他污水逐步纳入污水处理和综合利用的范围,逐步扩大污水处理范围,不断提高污水处理水平和质量,整合煤炭企业污水处理资源,不断优化煤炭企业污水处理资源配置,按照科学发展观的要求制定煤炭企业污水处理综合利用总体规划,实现煤炭企业经济增长方式的转变,按照市场化的运作标准进行煤炭企业污水处理的综合利用,大量利用能源节约型、环境保护型、社会友好性的煤炭企业污水处理新技术、新工艺、新设备,集中资源、能源和技术人员的同时,不断降低煤炭企业污水处理的生产成本,提高水资源的重复利用率,以挖掘煤炭企业生产潜力为抓手,做好煤炭企业污水处理的成本管理和控制、质量管理和控制,全面促进煤炭企业污水处理综合利用的可持续发展。

【参考文献】

[1]于丽,王国生,李建云.化工污水深度处理回用技术探讨[J].油气田环境保护,2011,(2).

煤化工污水处理技术范文2

关键词:煤化工企业 工业污水 治理

前言

煤化工是我国化学工业的重要组成部分。煤化工科学发展的途径就是以科学发展观为指导,以改革开放为动力,以可持续发展为基石,以提高科技创新能力为手段,以市场为导向,统筹考虑我国煤炭、石油、天然气、煤层气、焦炉气等化石资源以及可再生资源的科学合理、高效利用方向,使我国形成石油化工与煤化工相结合、具有各自优势的产品领域,相辅相成,在整体上形成符合我国国情,科学合理的原料结构、产品结构、技术结构和企业结构,增强国际竞争力,加速推进化学工业现代化。煤化工是资源消耗型行业,传统的煤化工是高能耗、高排放和高污染的行业。发展现代煤化工要以节能降耗、减排治污为突破口转变发展方式,进行战略性结构调整,努力提高可持续发展能力,把煤化工建设成为资源节约型、环境友好型行业。采取以环境和资源可承受能力为基础的高效率、低能耗、低污染、低排放的经济发展方式,是现代煤化工惟一可接受的可持续发展道路。资源和环境的承载能力是煤化工发展的制约因素。可以说,煤化工环保问题,归根到底是发展方式问题。要解决煤化工的环保问题,首先要解决工业生产中污水排放治理的问题,所以做到工业污水零排放是煤化工企业追求的目标。

1 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5000mg/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;砒咯、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砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。

2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。

2.3 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。

2.4 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

2.5 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。

2.6 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。

3 先进技术在煤化工企业废水治理中的应用及效果

焦化废水一直是工业废水处理上的一道难题,这是由于焦化废水中含有较高的COD、酚、氰、氨、氮等物质元素,属于有毒有害、难降解的高浓度有机废水。按照行业惯例,煤化工行业很难实现工业废水零排放。有些企业提出采用“减量化、再利用、资源化”的循环经济模式,高起点打造绿色环保煤化工园区。为此,实现工业废水的综合利用,成为中润需要破解的第一道难题。针对焦化废水中硬度、有机物、含盐量较高的特点,我们公司研究采用了目前世界先进的“连续微滤+反渗透”双膜技术,对废水进行物化处理。经过反复试验,又将污水处理技术延伸到“超滤+纳滤”双膜法处理,成功突破了技术难关。

“通过污水深度处理系统,最终实现了水资源的综合利用,每年减少外购新鲜水量约252万吨。”,该项目在处理工业焦化废水上具备国内领先水平,还申请了国家专利。同时,不断引进国内外先进技术和生产工艺,通过大力推进上下游产业一体化、上下游产品链式联接及延伸、副产品回收复用和蒸汽、水资源的梯级利用,形成了资源互利互用、产业链条循环闭合的园区循环发展的绿色煤化工产业格局。一系列具有国际领先水平的节能减排自主创新项目、工艺、技术在这里得到应用。

4总结

我国贫油、少气、多煤的能源结构决定了现阶段煤仍然是我国的主要能源形式,煤化工业可从煤中提取多种产品,这大大提高了煤的综合利用价值,而相关废水工艺技术的使用是煤化工产业走上循环经济道路必要保障手段,使该产业与生态环境实现共赢。

参考文献

[1] 查传正等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工,2006,(3).

[2] 刘丽娟等.煤化工精馏废水预处理方法研究[J].天津化工,2007,(3).

[3] 丁士兵.煤化工废水治理技术探讨[D].2008年全国石油石化企业节能减排技术交流会论文集,2008.

[4] 江铁男等.煤化工技术的发展与环保[J].黑龙江环境通报,2001,(1).

煤化工污水处理技术范文3

关键词:煤化工;企业废水;处理技术;研究进展

煤炭资源是我国重要的能源之一,而且我国煤炭资源的储量居世界前列。随着我国社会经济的发展,煤资源的消费结构和方式也发生了较大的变化,但是还存在煤炭利用效率不高的现象,加剧了环境污染的现象。煤化工技术是指以原煤为原料,采用化学等方法等技术措施,使煤炭转化为气态、液态和固态的产品的过程[1]。煤化工所涉及的产品众多,提升了煤炭的利用效率,是推动煤炭能源高效利用的重要途径。但是,煤化工企业的发展,却带来了水污染的问题,煤化工企业用水量大,产生的废水成分复杂,而且毒性大,若不进行有效的处理,对周围环境将造成严重的损害,此外,还会造成水资源的浪费,在一些缺水地区,既不经济也不合理。因此,研究和开发科学高效的煤化工废水处理技术,不仅能够促进煤化工行业的发展,减少环境的污染,而且能够最大限度的利用水资源。

1煤化工企业废水的特点

煤化工企业产生的废水水量大、成分复杂,按来源可分为焦化废水、气化废水和液化废水。焦化废水是在煤焦化的过程中产生的废水,主要产生于炼焦用水、煤气净化、产物提炼等过程中[2]。该类废水的特点是,水量大、COD和氨氮浓度高,而且废水中含有长链、杂环化合物,此外还有苯、酮、萘等一些多环化合物,该类物质难以生物降解,而且具有致畸、致癌特性。气化废水是煤气化过程中获得天然气或者煤气过程中产生的废水,主要含有洗涤污水、冷凝废水和蒸馏废水等。该类废水的主要特点是COD、氨氮、酚类、油类等污染物浓度高,此外,废水中的一些物质对微生物的生长具有毒害和抑制作用。液化废水时在煤进行液化生产过程中产生的废水,该类废水的特点是污染物含量高,无机盐含量低。

2煤化工企业废水的处理技术

2.1预处理技术

煤化工产生的废水中酚和氨的含量较高,此外还有油类物质,经过预处理,这些物质可被回收利用,而且还能降低对后续处理工艺的污染负荷,使污水处理系统更为稳定。

2.1.1脱酚

煤化工废水中所含有的酚,可利用具有高比表面积的吸附材料进行脱酚处理,当吸附材料吸附饱和后,在利用有机溶剂或蒸汽对吸附剂进行解脱再生[3]。常用的吸附材料有改性的膨润土、活性炭以及大孔的吸附树脂。天然的膨润土在其表面具有亲水性的硅氧结构,对水中有机物的吸附性差。因此,在利用膨润土作为吸附剂时通常对其进行改性在加以利用。有研究者对天然的膨润土和经过改性的有机膨润土的脱酚性能进行了研究,结果表明改性后的膨润土吸附活化能更大,达到平衡的时间较小,吸附酚的量更大。活性炭也是常用的吸附剂之一,活性炭的具有高比表面积、表面的孔结构发达,而且价格相对低廉。因此,在煤化工废水脱酚处理中常用活性炭为吸附剂。有研究者利用活性炭吸附浓度为60mg/L的苯酚,在温度为30℃,pH值为6.0的条件下,苯酚去除率为86%。还有研究者采用活性炭纤维来作为煤化工废水脱酚的吸附材料,该材料具有吸附和解吸速度快,再生条件好的优点。随着高分子材料技术的发展,新型的吸附材料展现出了更为优越的吸附性能,例如大孔吸附树脂的应用,大孔吸附树脂与吸附物质之间靠范德华力来吸附,其表面还有巨大的比表面积,相比活性炭等吸附材料,它具有空分布窄,容易解脱等优点。

2.1.2除油

煤化工企业产生的废水中含有一定的油类,油类物质将会黏附在菌胶团的表面,进而阻碍了可溶性有机物进入到微生物的细胞壁,从而影响了生物处理工艺的效果,因此在进入生化处理单元前应对煤化工废水进行出油,以提高后续的处理效果。通常情况下,生化处理废水要求进水中含油量需小于50mg/L。在煤化工废水的油类物质通常采用隔油池和气浮法来进行控制[4]。

2.1.3蒸氨

煤化工废水氨氮的浓度很高,主要来源于煤制气反应中高温裂解和煤制气反应剩余的氨水。高浓度的氨氮,在进行生化处理过程中会抑制硝化细菌的活性,进而导致生活处理工艺处理效果不佳,不能保证出水氨氮达标。目前脱氨的过程主要采用水蒸气汽提法,将煤化工产生的废水中通入大量的高温蒸汽,使其充分的接触,以此将废水中的氨氮进行吹脱,这样可以有效的降低废水中氨氮浓度。吹脱出的氨氮在经过分离、蒸馏等步骤进行回收再利用。

2.2深度处理技术

煤化工废水中污染物浓度极高,成分复杂,而且难以降解。煤化工废水经过预处理后COD、氨氮等污染物的浓度得到了一定程度的降解,而难降解有机物在生化处理过程中几乎没有被降解,因此经过生化出后还需对其进行深度处理,进而满足出水的排放标准。目前在煤化工废水处理中应用最多的深度处理技术是高级氧化技术,主要有臭氧氧化技术、非均相催化臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术等[5]。

2.2.1臭氧氧化技术

臭氧是一种强化剂,其氧化过程有两种途径,一种是直接通过分子臭氧氧化,另一种是间接的通过臭氧分解并生成羟基自由基来进行氧化[6]。臭氧氧化技术可以降低煤化工废水中的COD,同时还能够降低水中的色度和浊度,同时在该过程中不产生二次污染。有研究表明,在内循环的反应器中,利用臭氧对煤化工废水进行深度处理,COD的去除率可到40%~50%,其中对酚类和杂环类有机物效果最好。随着对臭氧氧化技术的深入研究发现,臭氧在单独使用过程中,有机物和臭氧反应后通常会生成醛和羧酸,而这两种物质不能再和臭氧继续反应,进而限制了臭氧的矿化作用,降低了臭氧的处理效果。因此,研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用,有研究者采用UV与臭氧联用来进行废水的处理,结果表明臭氧的氧化能力比单独使用时提高了10倍以上,极大地改善了臭氧的氧化能力。

2.2.2非均相催化臭氧氧化技术

非均相催化臭氧氧化技术是建立在臭氧氧化的基础之上的一类新型的高级氧化技术,是臭氧在特定的催化剂作用下产生高效的羟基自由基对有机物进行氧化分解,主要使用的催化剂有金属氧化物、金属改性的沸石、活性炭等[7]。目前研究最多的是金属氧化物,例如Al2O3、TiO2等。此外,影响其氧化效果的因素还有pH值和温度。pH值主要是影响OH的产生,pH值升高有助于提高OH的产生,进而提高氧化能力。在催化氧化过程中,催化剂不仅起到催化的作用,而且还具有吸附作用,pH值的变化将影响金属氧化表面的电荷的转移,进而影响了对有机物的吸附能力。

2.2.3超临界水氧化技术

超临界水氧化技术是利用水在超临界状态下,具有非极性有机溶剂的性质,进而对有机物进行氧化分解的技术。该技术具有反应效率高,处理彻底。反应器结构简单等优势,但是由于超临界状态的水具有严重的腐蚀性,无机盐在反应过程中会结晶析出,进而导致设备和管道堵塞等问题,最终提高了超临界废水的处理成本,影响了工业化应用的进程。

2.2.4光催化氧化技术

光催化氧化技术是利用半导体材料,在紫外光照射下将吸附于材料表面的氧化剂进行激发,进而产生具有强化性能的羟基自由基,然后利用羟基自由基对有机物进行氧化分解。TiO2是应用最多的光催化剂,有研究者利用光催化技术处理模拟的苯酚废水,结果表明,TiO2的投加量为2g/L、pH值为3,光照2.5h的条件下,苯酚的去除效果最佳,可达到96%。TiO2光催化技术对难降解有机物的处理效果十分显著,但是现阶段还未能应用于煤化工废水的处理中,原因在于该催化剂不能充分的利用太阳能,反应器设计难以符合实际的应用。相信随着技术的发展,这些问题终将会被解决,给煤化工废水处理技术带来新的突破。

3结语

煤化工技术给煤炭资源的利用带来了新的发展方向,提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企业产生的废水又给我们提出了一个新的难题,由于其水量大,污染物浓度高,而且成分复杂,毒性大,单一的处理技术根本不能满足要求。建议企业和研究机构在结合实际工程的前提下,加大对煤化工废水处理技术的研究,努力及早实现处理效率高、环境友好的废水处理技术,以带动煤化工行业向着更高的方向发展。

作者:巨润科 单位:佛山市新泰隆环保设备制造有限公司

参考文献:

[1]王香莲,湛含辉,刘浩.煤化工废水处理现状及发展方向[J].现代化工,2014,34(3):1-4.

[2]孙贵军.煤化工废水的来源及处理方案[J].资源节约与环保,2013,18(6):119.

[3]章莉娟,冯建中,杨楚芬,等.煤气化废水萃取脱酚工艺研究[J].环境化学2006,25(4):488-490.

[4]王京.浅析煤化工废水处理工艺[J].广西轻工业,2009,11(3):99-100.

[5]游建军,熊珊,贺前锋.煤化工废水处理技术研究及应用分析[J].科技信息,2013(2):365-370.

煤化工污水处理技术范文4

【关键词】污水处理;物理化学法;高级氧化法;电化学法;生物法

1.物理化学法

物理化学法是利用物理化学作用,转化、分离或回收处理污水中的污染物,包括萃取、吸附、膜分离和化学沉淀等方法。

1.1萃取法

萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触,使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂,然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离,从而达到废水净化和回收有用物质的目的。萃取法具有处理水量大,设备简单,便于自动控制,操作安全,成本低等优点。

1.2吸附法

吸附是用气体或液体流动相与多孔颗粒接触,使流动相中的组分被选择分离或滞留颗粒相的过程。污水处理中常用的吸附剂包括活性炭、炭纤维、费石、硅藻土、硫化煤、矿渣以及吸附用的树脂等,其中活性炭较为常用。使用吸附法处理废水,不但能够去除那些难分解的有机物,降低COD,还能使废水脱色、脱臭,把废水处理到可重复利用的目的。

1.3膜分离法

膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、渗透蒸发(PV)、液膜(LM)等方法。

1.4化学沉淀法

化学沉淀法是用易溶的化学药剂在废水中形成难溶的盐、氢氧化物或络合物以达到处理目的的一种方法。高健磊等以Na2HPO4和MgSO4为沉淀剂,对氯化铵、硫酸氨、氨水以及碳酸氨四种高浓度氨氮废水进行化学沉淀法脱氮处理,得到了最佳工艺条件。由于该法能使污染物形成难溶的盐、氢氧化物或络合物而较易分离,因此常用于TNT、RDX、阳离子染料废水、硫醇废水以及含酚、含醌废水的处理。

2.高级氧化法

高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOPs)是近20年来水处理领域兴起的新技术,通常指在环境温度和压力下通过产生具有高反应活性的羟基自由基来氧化降解有机污染物的处理方法。高级氧化技术的关键是产生高活性的羟基自由基,一般采用加入氧化剂、催化剂或借助紫外线、超声波等多种途径产生。

2.1湿式(催化)氧化法

湿式氧化法(Wet Air Oxidation,简称WAO)是在高温(150~350℃)高压(0.5~20MPa)的条件下,利用空气或氧气作为氧化剂,氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物,达到去除污染物的目的。湿式催化氧化工艺(Catalytic Wet Air Oxidation,简称CWAO)是在WAO工艺的基础上添加了适宜的催化剂,降低了反应温度和压力,提高了反应速度,缩短了反应时间,提高了氧化效率。

2.2超临界水(催化)氧化法

超临界水氧化技术是把温度和压力升高到水的临界点(Tc=374.3oC,Pc=22.05MPa)以上时,使水成为一种具有高扩散性和优良传递特性的非极性介质,在此条件下,非极性的有机物和气体能和水以任意比例互溶,实现对污染物的分解。

2.3化学(催化)氧化法和光(催化)氧化法

化学氧化法是指通过O3、H2O2、ClO2及KMnO4等氧化剂,将废水中呈溶解状态的污染物氧化为微毒或无毒的物质,或者转化为容易与水分离的形态,从而达到处理的目的。化学催化氧化是在催化剂和氧化剂共同作用下氧化有机物。光化学氧化是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的。根据氧化剂的种类不同,分为UV/H2O2、UV/O2及UV/H2O2/O3等系统。

3.电化学法

3.1电化学氧化

电化学氧化法可分为直接氧化法和间接氧化法。直接氧化法是利用阳极的高电势氧化降解废水中污染物,使之转化为无害物质。间接氧化法则是通过阳极反应产生具有强氧化作用的中间物质,如超氧自由基(O2)、H2O2和羟基自由基(OH)等活性自由基,自由基的强氧化性直接氧化水体中的有机污染物,最终达到氧化降解污染物的目的。

3.2电凝聚

该法采用可溶性阳极,如Fe、Al等金属板,在外加直流电压的作用下,金属阳极氧化溶解,生成金属离子Fe2+、Fe3+、Al3+,这些离子与水中OH-作用生成氢氧化物沉淀物,沉淀物再吸附、絮凝废水中的污染物。在废水中有有机酸时,则能生成铁、铝等的有机酸化合物,同样能起絮凝作用。

3.3电气浮

电气浮采用不溶性阳极,如石墨、铂及二氧化铅等金属氧化物电极,电解时电极上析出大量微小的气泡(阳极上析出氧气,阴极上析出氢气),这些气泡分散度高,并以1.5~4cm・s-1的速度上升,具有较大的浮载力,可将水中的油粒及悬浮物质携带到液体表面而除去。为了提高该法的处理效果,有时还加入少量的混凝剂,以利于絮凝物的生成。

4.生物法

生物法是利用微生物能够降解代谢有机物的作用,来处理污水中呈溶解或胶状的有机污染物质。根据参与降解微生物的种类不同,生物处理法又分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

4.1厌氧生物处理法

厌氧消化是指在无分子氧参与的条件下,通过多种微生物的协同作用,把有机物最终分解为甲烷和CO2的产物的过程。随着现代高速厌氧反应器的大规模开发和应用,各种厌氧工艺的成功应用层出不穷。王庆伟使用厌氧升流式流化床反应器(简称UBF)处理高浓度垃圾渗滤液,加入阳离子PAM和颗粒污泥的生成,能大大缩短启动周期和提高有机物去除率。

4.2好氧生物处理法

好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主),作为营养源进行好氧代谢。

5.展望

在水资源短缺、水污染严重、人们环境意识不断增强的今天,污水处理技术必将受到越来越多的重视。随着中国工业化程度的不断提升,各种高浓度难降解的工业有机废水的排放不断增加,采用单一的方法处理的废水常常难以达到国家规定的排放标准。通过不断的实践和改进,人们探索了各种组合工艺,通过将各种不同工艺或方法组合起来,以克服各自技术的不足,发挥共同的优点,有效地解决了这些高浓度有机废水的处理问题,代表了水处理技术发展的趋势。另一方面,一些高新技术如交流电弧废水处理技术、滑动弧等离子体处理技术以及某些特殊的电化学处理技术等目前还处于实验室试验阶段,但是不容置疑,这些高新技术代表了废水处理技术未来的发展方向。 [科]

【参考文献】

煤化工污水处理技术范文5

[关键词]煤化工;污染;治理;措施

中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0230-01

煤化工是一个重要的污染源,要发展煤化工,必须同时解决由此产生的污染问题。煤化工的发展应力求把污染、能耗降到最低限度,控制在生态、环境、资源容量可承载能力的范围内。煤化工的发展决不能以浪费资源、牺牲环境和破坏生态为代价。

一、我国煤化工污染现状

1、焦化废气的污染

焦化污染物是煤炭行业造成环境污染的首要污染物,这是因为焦化产业依然存在,有许多的焦化污染物质严重地污染着环境,如焦化废气等。一般来说,焦化废气主要是煤的干馏、结焦等加工过程中产生的烟气、废气、粉尘、煤尘等,尤其是出焦时焦炭与空气燃烧所形成的一氧化氮、一氧化碳和二氧化碳对环境污染更为严重。气体污染物的排污环节比较复杂,并且种类很多、毒性很大,非常不利于控制和处理。这些污染气体在微风的环境中很容易弥散在空中,造成严重的空气污染,影响自然环境质量的同时,更对人们的健康造成了影响和损害。

2、焦化废水的污染

焦化废水对于环境的影响也很大,它主要是在煤炭的焦化以及焦化回收的过程当中产生的废水、水蒸气和煤气一起从焦炉排除,进而形成许多的焦化废水。这类废水一旦流入江河就会对生物的生存造成威胁,如果使用被焦化废水污染了的水进行农田灌溉,既会使农作物减产甚至枯死,还会造成土地盐碱化。

3、噪声的污染

一般来说,煤炭化工企业的噪声污染并不是很严重,对于周围居民的生活也不会产生太大的影响。但是局部的一些高噪声的设备却很常见,如果缺乏相应的操作和合理的安排,往往会对作业的工人产生一定的影响,长此以往也会严重影响煤炭从业人员的身体健康。

4、焦化废渣的污染

焦化废渣主要包括除尘器收回的煤尘等细小的碎渣,或者是分离过程中产生的焦油渣等。这些废渣的成分相当复杂,露天堆置时一旦遇到下雨或者刮风,就会对空气、土壤以及水造成污染,给人们的健康带来严重的威胁。

二、关于煤化工污染的治理措施

1、淘汰落后产业和生产力

要严格执行相应的产业政策,淘汰落后产业和生产力。我国的各级政府以及相关的责任部门应该对于落后的产业和生产力实行严格的淘汰制度,同时进行严格的执法,对于相应的产业提出必要的产业政策。环保部门应该督促执行相应的标准,对于那些新兴起的煤炭行业给予严格把关,一旦出现污染较大并且缺乏相应环境保护能力的产业要实行淘汰制度,反对地方保护主义的出现。

2、强化管理能力

煤炭企业主管部门的相关领导应不断提高思想认识,加强对企业的管理。企业领导要不断加强对焦化污染物处理的重视程度,不能单纯地追求经济利益而放弃环保。从事环保工作的人员应增强责任意识,与相关部门一起有效推进环境保护,严格落实进行的审查制度。对厂内进行设备的严格审查,对于一些污染严重的企业要坚决予以关停。

3、焦化废水降解与深度处理

焦化废水中酚类物质较多,通过对酚类物质的检测处理,进行浓度转移,并设计处理工艺进行酚类物质去除,控制在0.1mg・L-1。酚类物质的转移能够降低污染物浓度,并进行讲降解处理。另外,对焦化废水进行深度处理,主要是对残余污染成分进行消除。目前主要应用方法为对COD构成研究,并通过O3/UV催化流床反应器,将废水中各种污染指标降低。降低浓度的同时也对废水进行消毒处理,实现废水回用。

4、厌氧生物处理技术应用

该技术应用能耗较低,且对焦化废水中高浓度污染物处理具有较大优势。厌氧主要针对发酵性细菌、产停产乙酸细菌等。厌氧过程同时能够对多种难以降解的物质进行降解,包括多氯联苯等。高氯带同系物中的脱氯变化需要在厌氧条件完成。厌氧生物处理需要建立在负荷高以及剩余污泥少等的条件下,厌氧发硬条件相对更加严格,为此,启动相对更加缓慢。采用水解进行生物降解,其主要是利用非严格厌氧完成对有机物的分级降解,其中碱性水解菌在水中不具有溶解性特征。能够将大分子物质进一步降解。

5、生物强化技术应用

经过预处理后的煤化工厂的废水,还要进一步采用生化处理的方法。这种处理方法主要是应用好氧生物法处理原理。但是,由于煤化工厂中的废水中杂环类化合物含量比较高,经过这种生化处理后的废水,水中的COD和氨氮指标有时会很高,有时又很高,难以控制在一个稳定的范围内。因此,近年来在这方面有了很大的改善,出现了生物炭法和生物流化处理法。其中,生物炭法的操作步骤是:首先在生物进化水中加入少量的粉末性活性炭,然后和回流的污泥融合在一起,在曝气池内,采用污泥脱水装置,从污泥浓缩池中排出的剩余污泥,然后对废水进行处理。在曝气池内,因为活性污泥对粉末活性炭的表面的影响,粉末活性炭因为表面积大,吸附能力也很强。这项技术的优势就是可以促进活性污泥和粉末活性炭发生氧化,加快溶解。这样,就可以有效降低基质的浓度,其中,COD的降解去除率也会相应增加。据了解,在生物炭法系统内部,活性炭吸附处理COD的动态吸附容量一般控制在200%左右。生物炭法的优势是处理生物法无法自然降解的有毒害的污染物,包括有机物。

生物炭法在处理煤化工废水中的高浓度大分子有机物方面,有着很好的处理效果。生物流化床处理法PAM,这种处理方法的原理是在在特殊的结构填料的基础上,采用生物流化床技术,在相同的生物处理单元中发挥作用,然后结合生物膜内法和活性污泥法。这种废水处理工艺的工作原理是污染物侵入到生物膜的内部,微生物的吸附能力较强,可以悬浮在悬浮填料表面,形成一层微生物膜层。因为这种微生物的产量很高,可以大量使用,所以使用这种处理方法在反应池内可以增加生物的浓度,也可以大幅度提高有机污染物的降解效率。

6、积极推广清洁及生产技术

因焦化生产工艺中生产环节十分的复杂,排放出的污染物和废水特别的多,这就给企业在处理污染的问题上增加了很多的经济负担。若要想从根本上解决问题就必须开创一条清洁生产之路。研究新的工艺技术,并贯穿于整个生产过程中,使排放物得以有效的控制与治理。

把水进行循环的使用,在废水的处理中,先进行过程处理再进行集中处理,建立除盐水站,增设旁滤装置,让循环水不再予以污染。建立生活污水处理系统,把产生的水用于循环水的补水、卫生用水以及绿化用水,将蒸氨废水进入生化的处理系统,熄焦处理后的生物脱酚废水,使设备的腐蚀予以减少。

7、加强国际的合作,并对污染少、高效率的技术装备予以开发

中国的煤化工产业的技术在近几年有了很大的进步,但这些是远远不够的,还应该对高效率低污染的技术设备予以开发,如:可借鉴其他国家的水平室炼焦炉的制作方法,并予以改进,使高效率低污染的炼焦新炉型得以研制。

总而言之,煤炭行业的发展一直都是我国国民经济的重要组成部分,只有更好地实现对于煤炭行业的污染治理,才能有效地对环境进行保护,进而促进煤炭行业的又好又快发展。

参考文献

[1] 游建军,熊珊,贺前锋.煤化工废水处理技术研究及应用分析[J].科技信息. 2013(02).

[2] 何锋.煤化工废水的来源与特点及其相应的处理技术探究[J].科技视界. 2012(23).

煤化工污水处理技术范文6

关键词:膜生物反应器(MBR);高氨氮废水

中图分类号:

Application of Membrane Bioreactor Technology for Treatment and Reuse Project of High Ammonia-nitrogen Wastewater

ZHAO Xue,WEI Genbao,HUA Rong,LIU Xuewen,XUE Xiangdong

(SUZOU INTER INDUSTRIAL WATER PURIFYING CO., LTD.,Suzhou 215000, China)

Abstract;Along with the development of the membrane material and the improvement of The requirements of environmental protection, MBR (Membrane bioreactor) has made a figure in the domestic sewage and industrial wastewater treatment fields. Combining with the project of coal washing high ammonia-nitrogen wastewater from synthesis ammonia technology of certain unified alkali produce enterprise, MBR technology in high ammonia-nitrogen wastewater treatment and reuse were systematically introduced. In this project, treated by A/A/O+MBR, after nearly 1 year within the stable operation, CODcr keep below 45mg/L, NH3-N keep below 1 mg/L, and outlet water of the system were reached primary standard of GB13458-2001 .

Key words:MBR; coal chemical industry; high ammonia-nitrogen wastewater

引言

我国是一个人口众多的农业大国,合成氨工业在国民经济发展中始终处于十分重要的地位。它不仅对农业发展起着举足轻重的作用,而且也是重要的工业原材料,被广泛用于制药、炼油、合成纤维、合成树脂等工业部门。合成氨工业既是耗水大户,也是排污大户。主要存在着高氨氮废水排放量大,排放点多,污水成分复杂等问题。多年来,水污染问题一直是制约合成氨工业可持续发展的主要因素之一。 [1]

目前对此类废水的常规处理方法是生物法。常规的生物法中,脱氮工艺主要是建立在硝化-反硝化机理上,利用好氧硝化、缺氧反硝化来达到脱氮的目的。为保持构筑物中存在足够的硝化细菌维持硝化反应,需维持较长的污泥龄,相应的增加了构筑物的池容。另外,如果污泥沉降性能变差,则二沉池沉降效果也将变差,出水悬浮物增高,附着在污泥上的硝化菌也随之流失,使得系统的硝化细菌量变少,间接影响处理能力。[2]

MBR是利用高效分离膜组件取代二沉池与生物处理中的生物单元组合而成的一套水净化再生技术。MBR利用膜的截留作用,几乎能将全部的污泥及微生物截留下来,使生物单元具有较高的污泥浓度。在不增加池容的前提下相应延长了污泥龄,满足了硝化菌的生长,减少了硝化菌的流失,同时在MBR中还发现存在同步硝化和短程硝化反硝化现象,因此不但提高了对有机物的去除率,而且使其对氨氮的去除效果也明显增高。另外,MBR还具有占地面积少,出水水质好,运行稳定,操作简单,易于自动控制等优点,在生活污水和工业废水处理及回用领域得到了极力推广。[3] [4]

本文通过某联碱企业合成氨工艺中洗煤高氨氮废水的处理及回用工程实例详细介绍了MBR技术在高氨氮废水处理与回用中的应用,以期在处理同类废水时能提供可鉴之处。

1 水质特点

洗煤废水[1]以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在5000mg/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,特点是含有大量煤渣和油,有机物含量高,氨氮含量高、含盐量高。

该联碱企业主要生产氯化铵、重质纯碱、尿素、液氨和甲醇等工业产品,其废水来源于造气废水、甲醇常压蒸馏塔排放的含醇废水、脱盐水站和各循环水装置、锅炉的排污水以及生活污水等,属于典型的洗煤废水。因此,如果不能妥善处理此类废水,必将对环境造成严重的污染。

2 工艺流程及处理水质

2.1 工艺流程

该企业污水处理系统包括以下几个方面(具体流程见图1):

电气自控系统:PLC、变频器、电控阀门、液位计、在线检测仪表等。

生化处理系统:平流池、气浮池、水解酸化池、缺氧池、好氧池+MBR池等

膜系统:膜架、天津膜天中空纤维帘式膜(MBR)、在线气水洗、曝气系统、离线清洗部分。

2.3 主要构筑物及工艺参数

水解酸化池:有效容积200 m3;

缺氧池:有效容积670 m3;

好氧池+MBR池:有效容积 1600 m3;

整个系统的氨氮总负荷:0.12 kgNH3-N/kgMLSS・d。

2.4MBR部分

本工程采用天津MOTIMO的FP系列中空纤维膜组件,它是以PVDF作为膜材料,这种材料具有非常稳定的化学稳定性和高抗污染性,是膜行业公认的最佳膜材质,制备的中空纤维微滤膜具有高抗污染和耐酸耐碱和耐氧化性能,非常适用于MBR系统。MOTIMO公司生产的FP系列膜组件外形见下图2

利用膜组件进行的固液分离过程取代了传统的沉降过程,能有效的去除固体悬浮颗粒和有机颗粒,制备无菌水。与传统工艺相比,MBR 可以使活性污泥具有较高MLSS 值,延长其在反应器中的停留时间,提高氮的去除率和有机物的降解。MBR 是现代化的、高效的水处理系统,可满足市政污水处理量不断增长的需求,极大地提高污水处理后的水质。MOTIMO 的 MBR 系统是一种操作简单,自动化程度高的处理过程,具有以下优点:

⑴与传统处理系统相比,可节省50%左右的土地使用面积;

⑵可处理MLSS 含量高(<10g/L)的污水,具有较长的淤泥截留时间(≮60 天);

⑶对不同的进水,有稳定的产水水质;

⑷污泥产量低,减少了处理的费用;

⑸能耗低,清洗简单,运行费用低。

MBR 是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水处理技术。这一过程可广泛应用于市政和工业污水处理领域,包括水资源回用,社区发展,公园景点水资源回用等。作为一种新兴的污水处理技术,MBR 已经被广泛的应用于世界各地的污水处理厂。此外,MBR 的使用量还在平稳的上升,其规模也在不断扩大。一些处理规模在 2,000 到 10,000m3/d的装置已经平稳运行了数年,同时,新一代的MBR 装置的处理规模已达到45,000m3/d。

MBR膜生物反应器的性能指标见表2

3 结果与讨论

3.1 运行情况分析

3.1.1 调试驯化期间

生化系统的启动和调试从2009年07月开始,共持续了2个月的时间。系统启动主要分3个阶段:闷曝培养连续进水驯化稳定抗冲击运行。

1)闷曝培养

闷曝培养阶段主要目的是接种、培养和驯化活性污泥。活性污泥是生化处理系统的反应工作主体,对其培养和驯化的好坏直接影响整个生化系统的处理效果。首先选用当地的河水来进行对污泥的培养,通过分批向生化系统内投加高氨氮废水的接种污泥和驯化污泥的营养物质,将整个系统的硝化细菌和反硝化细菌培养到位。

2) 连续进水驯化

活性污泥培养到位之后,开始向生化系统连续进工业废水,稳步提高生化系统的容积负荷,并密切关注污泥的生长状况和调整营养物质的投加量,最终使得系统进水量达到设计水量,各个池体的SV30保持在20%左右。

3) 稳定抗冲击运行

整个生化系统经过1个月的污泥培养和连续进水驯化之后,进入系统的稳定运行阶段,此阶段主要考察生化系统的抗冲击能力。当进水水质有较大波动时,通过调整系统的曝气量和营养物质的投加量,使系统的出水水质保持稳定,达标排放。

3.1.2 稳定运行期间

整个生化系统通过2个月的调试驯化,最终进入连续稳定运行阶段。

稳定运行期间,系统进水CODcr与出水CODcr的关系见图3;系统CODcr去除率曲线图见图4

从图3、图4可知,从2009年9月1日开始,整个生化系统进入连续稳定运行阶段。在整个9月份,由于系统进水水质CODcr浓度高、波动大,同时整个生化处理系统还比较脆弱、不成熟,因此在此阶段出水CODcr变化波动也较大,CODcr去除率最高时可达到98%,最低时只有78%,但出水水质均满足GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》中的一级排放标准。

进入2009年10月份之后,生化系统的进水水质趋于稳定,基本保持在450mg/L左右,因此从曲线图中可以看出,整个生化处理系统的出水水质也逐渐趋于平缓,出水CODcr基本保持在45mg/L左右,系统CODcr去除率均在90%左右,生化处理系统稳定,出水水质满足GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》中的一级排放标准。

稳定运行期间,系统进水NH3-N与出水NH3-N的关系见图5;系统NH3-N去除率曲线图见图6

从图5、图6可知,从2009年9月1日开始,整个生化系统进入连续稳定运行阶段。在整个9月份,由于系统进水水质NH3-N数值基本在500~700mg/L之间波动,NH3-N浓度高,波动也较大,由于经过了7、8月份的硝化菌和反硝化菌种的培养和驯化,整个生化系统的NH3-N去除效果十分显著,出水NH3-N基本保持在0.2~0.7mg/L,进出水NH3-N去除率高达99.9%,出水水质中NH3-N含量远远超出GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》中一级排放标准NH3-N的排放量≤60mg/L。

进入2009年10月份之后,生化系统的进水水质中NH3-N含量趋于稳定,基本保持在450mg/L左右,整个生化系统的NH3-N去除效果仍十分显著,出水NH3-N基本保持在0.2~0.7mg/L,进出水NH3-N去除率高达99.90%~99.95%,因此从曲线图中可以看出,整个生化处理系统对于NH3-N的去除效果十分显著,即使进水NH3-N波动大,出水NH3-N含量仍保持在极低的水平上,出水水质满足GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》中的一级排放标准。

3.2 运行经济分析

该生化处理系统连续稳定运行阶段的经济分析情况,见表3

结合上表可以看出,该生化系统在联碱企业合成氨工艺中煤化工废水处理工程中,表现出一定的经济合理性:

1)生化系统中液碱用量低,仅为理论计算用量的50%左右,这是由于该联碱企业生产工艺中有一股洗碱(Na2CO3)废水排放至生化处理系统中,对该股废水水质分析得知,该废液重金属含量低,ph值为9.79,总碱度(以CaCO3计)为75075mg/l,是完全可以用来补充生化好氧池硝化所需的碱度;

2)由于联碱生产工艺中会有副产品甲醇产生,本工程中反硝化所需的低碳源使用未经提纯的粗甲醇或甲醇残液,因此在本工程中低碳源甲醇的运行成本可以忽略不计。

2)该生化系统的耗电量为160KWh,系统出水水质均可满足业主回用水水质要求。

4 结论与建议

该联碱企业合成氨工艺中煤化工废水处理工程项目在采用生化+膜生物反应器(MBR)处理工艺之后,经过2个月的工艺调试进入连续稳定运行阶段的数据分析和讨论,可以得出以下结论:

1)本工程采用天津MOTIMO的FP系列中空纤维膜组件组成的膜生物反应器,利用膜组件进行的固液分离过程取代了传统的沉降过程,使好氧活性污泥生化池具有较高MLSS 值,延长活性污泥在反应器中的停留时间,大大的提高了氮的去除率和有机物的降解。

2)以该联碱企业合成氨工艺中煤化工废水处理工程项目为例,采用 A/A/O+MBR处理工艺处理高氨氮废水,在经过近1年的稳定运行之后,出水CODcr保持在45 mg/L以下,出水NH3-N保持在1 mg/L以下,出水水质满足GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》中的一级排放标准,并同时能满足业主所提供的回用水水质要求,真正做到了节约水资源和水资源的循环利用,因此充分说明了此处理工艺对于处理高氨氮废水有较好的处理效果,以期对类似工程起到一定的参考价值。

参考文献:

[1] 沈浚,朱世勇,冯孝庭. 合成氨[M].化学工业出版社,2001,01:18-53

[2] 梁书诚,赵敏,卢磊,赵丽艳. 好氧反硝化菌脱氮特性研究进展[J].应用生态学报,2010,06

[3] 林丰,张林生.MBR脱氮工艺的研究进展[J]. 污染防治技术,2003.04:42-44