煤化工廢水是處理難度較高的工業(yè)廢水,其有機污染物種類繁多,化學(xué)組成復(fù)雜,濃度高,可生化性差,含有大量酚類化合物、萘、吡咯、呋喃、聯(lián)苯、稠環(huán)芳烴等有毒、有害、難降解的有機物和很多無機污染物如氨氮及硫化物等。當前,我國煤化工產(chǎn)業(yè)有2條主要產(chǎn)業(yè)鏈:煤焦化、煤液化,形成了2大類廢水[3]。
1.1 焦化廢水
焦化,又稱煤干餾,在完全隔絕空氣條件下,原煤高溫分解為粗苯、焦油、煤氣和焦炭。主要有3大環(huán)節(jié):煤氣凈化、煤煉焦和產(chǎn)品回收精制。這個過程會產(chǎn)生大量的廢水,稱為焦化廢水,具有成分復(fù)雜、致癌性強和降解難度大等問題。
1.2 煤液化廢水
煤液化有兩類:直接液化和間接液化。直接液化主要是高溫裂解和加氫等反應(yīng),主要是煤粉和溶劑催化形成煤漿和氫氣,而且會產(chǎn)生少量輕質(zhì)的烴和氫氣,這兩者能夠進行循環(huán)反應(yīng),小部分經(jīng)處理后排放出去;在循環(huán)反應(yīng)中高分子油類被用來配置煤漿;小分子油類加工為汽油和液化石油氣等產(chǎn)品;殘留物經(jīng)處理被用來氣化或發(fā)電。間接液化是在高溫、高氧、水蒸氣條件下,通過一步反應(yīng)直接將煤分解為一氧化碳和氫氣,然后經(jīng)催化反應(yīng)合成液體燃料。
目前我國各大煤化工企業(yè)主要采用生物法進行煤化工廢水處理,生物法廢水處理工藝大體分為三個階段:物化預(yù)處理;生物處理;深度處理。
2.1 物化預(yù)處理工藝
物化預(yù)處理工藝具有重要性,是煤化工廢水處理的第一步,由于水質(zhì)復(fù)雜,需要結(jié)合具體水質(zhì),進行強針對性的預(yù)處理,便于進行后續(xù)生物處理[4]。由于某類成分含量過高會出現(xiàn)生物毒性,因此需要進行相應(yīng)的預(yù)處理,除去煤化工廢水中的有毒有害物質(zhì),使其符合生物處理的要求。
2.2 生物處理工藝
生物處理即利用微生物新陳代謝,把污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無污染物質(zhì),該工藝具有運行簡便,處理效率高和出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點。在廢水處理行業(yè)中,生物處理工藝有SBR,UASB,A2/O和A/O等工藝。由于煤化工廢水含有大量氨氮化合物,因此應(yīng)采用脫氮率高的生物處理工藝,而且對細箘進行優(yōu)選,對反應(yīng)器進行優(yōu)化,滿足較高的脫氮要求。
2.3 深度處理工藝
因為難降解有機化合物含量高,煤化工廢水經(jīng)過前兩步工藝處理,仍然存在某些未降解物質(zhì),使出水水質(zhì)不達標,所以需要深度處理。隨著膜分離技術(shù)的快速發(fā)展,膜應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。膜處理設(shè)備操作簡單方便,能耗低,節(jié)約試劑。預(yù)處理工藝為納濾和超濾,反滲透技術(shù)為主體。根據(jù)原水水質(zhì)不同,設(shè)計相應(yīng)的流程。反滲透與重結(jié)晶組成的聯(lián)合工藝(見圖2)是使用范圍廣的深度處理工藝,可除去廢水中超過95%的鹽離子和其他雜質(zhì);反滲透技術(shù)產(chǎn)水中剩余的鹽分可通過后續(xù)的重結(jié)晶系統(tǒng)除去。
水是生命之源,煤化工產(chǎn)業(yè)耗水量大,廢水量大,含有大量高濃度污染物。本文對煤化工廢水進行了分類,根據(jù)我國煤化工行業(yè)的3條產(chǎn)業(yè)鏈,深入探討生物法廢水處理的三大工藝,物化預(yù)處理;生物處理;深度處理。為優(yōu)化煤化工產(chǎn)業(yè)的廢水處理工藝,實現(xiàn)廢水“零排放”,提供煤化工發(fā)展的參考。
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