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[摘 要]煤化工是国家的工业支柱。为了促进经济发展,提高国家经济实力,煤化工产业已是国家大力倡导的对象,不断开发煤基液体燃料,建设煤炭液化示范工程项目,推动煤炭资源深度加工转化。在煤化工产业迅速发展的同时,环境污染问题日益突显,急需要制定可行的解决方案,促进煤矿工产业的健康持续发展。
[关键词]煤化工;污水特性;处理关键技术;探讨
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)29-0004-01
1 煤化工污水特性
在煤化工生产过程中,所产生的污水远远多于石油、天然气资源,属于“高污染、高耗能、高排放”行业。在新时代下,新型煤化工已成为煤化工行业发展的重要方向,但在加工过程中,还是会产生大量的废水。在煤化工生产过程中,煤气洗涤污水排放量较多,具有较高的浓度。煤化工污水中含有的成分非常多,已超过300种,比如,硫化物、氨氮化合物,还有很多很难分解的物质。通常情况下,污水中的COD为5000mg/L,氨氮在200-500mg/L。就煤化工污水来说,以污染物种类为纽带,主要包含有机废水、含盐废水。有机废水的来源比较广,比如,煤气化工工艺废水,其中的含盐量不是很高,COD是主要的污染物。而含盐废水也是来自不同方面,比如,循环水系统排水、除盐水系统排水。由于煤化工污水所涉及的工艺流程较多,点多面广是污水排放的主要特点。但总的来说,煤化工污水具有多样化的特点,比如,水质的波动比较大、含盐量较高、酚氨含量高。
2 新型煤化工废水污染物的危害
2.1 油脂的危害
在一方面,油脂具有粘性特性,它能够很容易地粘在管道上,会堵塞管道然后腐蚀管道。另一方面,在后续水处理生化反应中,大大降低了废水的COD和BOD去除率。此外,由于油的密度小于水,经常漂浮在上层的废水,除了产生不愉快的气味,还会影响过滤器和过滤膜、煤炭化工污水处理厂的长期稳定操作。
2.2 硫化物的危害
煤化工废水中的硫化物主要来源于水分离器、富气水和液态烃洗涤设备。硫化可以抑制细菌的生长,因此当硫出现在煤化学工业废水中时,会产生微生物生化反应池的毒性作用,会抑制细菌的生长,减少了碳和氮的去除效率。
2.3 有机物的危害性
煤化学工业废水中有机物产生的伤害主要有两点:一是氨氮,水体的富营养化是因为其大量进入水后导致,并会消耗许多的溶解氧,对水中的环境进行破坏,影响鱼类和其他生物在水中的安全成长;第二,有机物具有很大的毒性,不容易被分解,一旦进入水体将会对生态环境有一个极具破坏力的影响经常导致癌症的发生,然后又可以通过水或水里的鱼等生物直接或间接进入人体,从而对人体的健康有极大的危害。
3 煤化工污水处理现状
3.1 混凝沉淀
混凝沉淀法一般是煤化工污水处理中的后处理和预处理工艺。对煤化工污水进行的生化处理,在最佳的反应条件下,挥发酚和CODCr的去除效率能够达到49.5%和36.8%。
3.2 气浮
气浮法是一项预处理工艺,能够节省药剂的投入量,并且在处理的过程中能够取得较好的效果。现阶段,是去除石油类或者悬浮物的主要工艺。比如,通过旋流气浮一体化对旋流分离技术和气浮进行组合应用,能夠对石油类物质和悬浮物进行有效脱除。
3.3 吸附与离子交换
吸附剂能够对水中含有的有机物进行有效吸附,常见的吸附剂主要有粉煤灰、硅藻土和活性炭等,能够对出水的水质进行提升。现阶段应用最为广泛的吸附剂是活性炭。吸附法能够对难以进行生物降解的可溶无机离子和可溶有机物进行有效去除。但是,吸附只能够转移污染物,而不能消除。所以,吸附法并不能对有机物进行彻底清除。
4 煤化工污水处理技术研究
4.1 煤焦污水处理技术
通常情况下,煤焦污水主要来源于煤气初次冷却、生产用水等方面,含有大量污染物质。在处理煤焦污水的时候,主要采用这几种方法,物理化学法、化学法、普通生化法。在应用化学法的时候,可以采用相关的折点加氯法,对煤焦污水进行深度处理。但化学法也有一定的缺陷,如果煤焦污水中含有浓度较高的氨氮,在处理过程中,其中的氯气、氨氮相互作用,会产生大量的氯化副产物,进而,造成二次污染,没有达到应有的处理效果,煤焦污水处理也更加复杂化。在煤焦污水处理中,能够应用到其中的物理化学法较多,比如,吸附法、离子交换法。虽然物理化学法具有很好的除污效果,氨氮除去率高达95%以上,但应用这种处理工艺需要花费大量的成本,不利于煤化工企业经济效益的提高。和物理化学法、化学法相比,生物法远远优于它们,能够有效去除污水的氨氮物质,不会造成二次污染,也不要花费较高的成本,比如,其中的A/O固定生物膜系统,可以达到99.89%的除氨氮率,具有较好的污水净化效果。
4.2 煤制油污水
煤制油就是将煤炭作为反应原料,通过化学反应加工而成油品和化工产品等的技术。在煤制油的生产过程中,需要大量的水参加反应,每生产1t的油产品需要10t以上的水参加反应。煤制油所产生的污水具有较高的乳化度、较大的色度,并且其可生化性不佳,含有浓度较高的有机物且成分较为复杂,是一种难以进行处理的典型煤化工污水。煤制油时会排放大量的高浓度污水,出水在经过处理后也难以达到标准,通常采用物化和生化2种方法进行处理。物化法一般是采用活性炭进行吸附或是混凝沉淀。生化法由于其低廉的成本在污水处理中被广泛应用。但是,煤制油污水具有较高的毒性和有机物浓度,难以进行生物降解,只采用生化法难以完成预期的处理目标。现阶段,通常预处理时采取物化法,对其生物毒性进行降低,并提升可生化程度,在深度处理时采用生化法。当前,存在污水生化处理成本过高和流程过长等问题,因此,在保证预期处理效果的基础上,缩短流程、缩减成本投入是今后研发技术的重点。
4.3 煤制气污水
煤制气污水通常是在煤气洗涤和净化的过程中产生,其中含有大量长链烷烃、芳香烃和酚、氰等毒性有害物质,其水质较为复杂,污染物浓度高,且难以进行降解。治理煤制气污水处理主要包含3个部分:物化法预处理、生化法处理和深度处理。预处理一般是进行除油、脱酸、脱酚和蒸氨;生化处理主要是进行多级好氧处理,或是强化生物处理,比如,工程菌技术、活性炭厌氧等。生化处理后,水中仍然存在难以降解的有机物质,其化学需氧量仍然较高,还应进行深度处理。当前,主要用吸附法、高级氧化、混凝沉淀和膜处理法进行深度处理。煤制气污水中含有难以降解的有毒污染物,现阶段的处理技术仍是稳定性不足、效果不佳、成本高及负荷较差等,尽管不断出现新方法,但仍然是利弊皆有。
结束语
研究煤化工污水特性与处理技术具有重要意义。我国煤炭资源十分丰富,煤化工业更成为我国成长最为迅速的产业之一,但煤化工为我国带来经济利益的同时也造成了一定的环境污染,其中煤化工的所排放污水如不经有效处理则严重影响生态环境。煤化工污水主要分为煤焦污水、煤制油污水、煤制气污水,根据其特性现阶段使用的处理方法不尽相同,如煤焦污水处理主要使用化法、化学法、物化法;煤制油污水处理主要使用物化法和生化法;煤制气污水处理主要有深度处理和物化预处理及生化处理。每种方法各有优劣利弊,在生态环境受到极高重视的今天,煤化工污水处理技术必须发展得更为高效和环保,实现行业的可持续发展。
参考文献
[1] 曲兴国.浅析煤化工废水处理工艺[J].科技创新导报,2016,(36).
[2] 邱文熙马衍睿.煤化工污水治理技术探讨[J].科技创新与应用,2015,(11).
[3] 王常婕.浅谈煤化工环境污染分析与防治[J].生物化工.2016,(02).
[4] 蔡俊丽.煤化工废水处理及回用[J].化工管理,2015,(21).
[关键词]煤化工;污水特性;处理关键技术;探讨
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)29-0004-01
1 煤化工污水特性
在煤化工生产过程中,所产生的污水远远多于石油、天然气资源,属于“高污染、高耗能、高排放”行业。在新时代下,新型煤化工已成为煤化工行业发展的重要方向,但在加工过程中,还是会产生大量的废水。在煤化工生产过程中,煤气洗涤污水排放量较多,具有较高的浓度。煤化工污水中含有的成分非常多,已超过300种,比如,硫化物、氨氮化合物,还有很多很难分解的物质。通常情况下,污水中的COD为5000mg/L,氨氮在200-500mg/L。就煤化工污水来说,以污染物种类为纽带,主要包含有机废水、含盐废水。有机废水的来源比较广,比如,煤气化工工艺废水,其中的含盐量不是很高,COD是主要的污染物。而含盐废水也是来自不同方面,比如,循环水系统排水、除盐水系统排水。由于煤化工污水所涉及的工艺流程较多,点多面广是污水排放的主要特点。但总的来说,煤化工污水具有多样化的特点,比如,水质的波动比较大、含盐量较高、酚氨含量高。
2 新型煤化工废水污染物的危害
2.1 油脂的危害
在一方面,油脂具有粘性特性,它能够很容易地粘在管道上,会堵塞管道然后腐蚀管道。另一方面,在后续水处理生化反应中,大大降低了废水的COD和BOD去除率。此外,由于油的密度小于水,经常漂浮在上层的废水,除了产生不愉快的气味,还会影响过滤器和过滤膜、煤炭化工污水处理厂的长期稳定操作。
2.2 硫化物的危害
煤化工废水中的硫化物主要来源于水分离器、富气水和液态烃洗涤设备。硫化可以抑制细菌的生长,因此当硫出现在煤化学工业废水中时,会产生微生物生化反应池的毒性作用,会抑制细菌的生长,减少了碳和氮的去除效率。
2.3 有机物的危害性
煤化学工业废水中有机物产生的伤害主要有两点:一是氨氮,水体的富营养化是因为其大量进入水后导致,并会消耗许多的溶解氧,对水中的环境进行破坏,影响鱼类和其他生物在水中的安全成长;第二,有机物具有很大的毒性,不容易被分解,一旦进入水体将会对生态环境有一个极具破坏力的影响经常导致癌症的发生,然后又可以通过水或水里的鱼等生物直接或间接进入人体,从而对人体的健康有极大的危害。
3 煤化工污水处理现状
3.1 混凝沉淀
混凝沉淀法一般是煤化工污水处理中的后处理和预处理工艺。对煤化工污水进行的生化处理,在最佳的反应条件下,挥发酚和CODCr的去除效率能够达到49.5%和36.8%。
3.2 气浮
气浮法是一项预处理工艺,能够节省药剂的投入量,并且在处理的过程中能够取得较好的效果。现阶段,是去除石油类或者悬浮物的主要工艺。比如,通过旋流气浮一体化对旋流分离技术和气浮进行组合应用,能夠对石油类物质和悬浮物进行有效脱除。
3.3 吸附与离子交换
吸附剂能够对水中含有的有机物进行有效吸附,常见的吸附剂主要有粉煤灰、硅藻土和活性炭等,能够对出水的水质进行提升。现阶段应用最为广泛的吸附剂是活性炭。吸附法能够对难以进行生物降解的可溶无机离子和可溶有机物进行有效去除。但是,吸附只能够转移污染物,而不能消除。所以,吸附法并不能对有机物进行彻底清除。
4 煤化工污水处理技术研究
4.1 煤焦污水处理技术
通常情况下,煤焦污水主要来源于煤气初次冷却、生产用水等方面,含有大量污染物质。在处理煤焦污水的时候,主要采用这几种方法,物理化学法、化学法、普通生化法。在应用化学法的时候,可以采用相关的折点加氯法,对煤焦污水进行深度处理。但化学法也有一定的缺陷,如果煤焦污水中含有浓度较高的氨氮,在处理过程中,其中的氯气、氨氮相互作用,会产生大量的氯化副产物,进而,造成二次污染,没有达到应有的处理效果,煤焦污水处理也更加复杂化。在煤焦污水处理中,能够应用到其中的物理化学法较多,比如,吸附法、离子交换法。虽然物理化学法具有很好的除污效果,氨氮除去率高达95%以上,但应用这种处理工艺需要花费大量的成本,不利于煤化工企业经济效益的提高。和物理化学法、化学法相比,生物法远远优于它们,能够有效去除污水的氨氮物质,不会造成二次污染,也不要花费较高的成本,比如,其中的A/O固定生物膜系统,可以达到99.89%的除氨氮率,具有较好的污水净化效果。
4.2 煤制油污水
煤制油就是将煤炭作为反应原料,通过化学反应加工而成油品和化工产品等的技术。在煤制油的生产过程中,需要大量的水参加反应,每生产1t的油产品需要10t以上的水参加反应。煤制油所产生的污水具有较高的乳化度、较大的色度,并且其可生化性不佳,含有浓度较高的有机物且成分较为复杂,是一种难以进行处理的典型煤化工污水。煤制油时会排放大量的高浓度污水,出水在经过处理后也难以达到标准,通常采用物化和生化2种方法进行处理。物化法一般是采用活性炭进行吸附或是混凝沉淀。生化法由于其低廉的成本在污水处理中被广泛应用。但是,煤制油污水具有较高的毒性和有机物浓度,难以进行生物降解,只采用生化法难以完成预期的处理目标。现阶段,通常预处理时采取物化法,对其生物毒性进行降低,并提升可生化程度,在深度处理时采用生化法。当前,存在污水生化处理成本过高和流程过长等问题,因此,在保证预期处理效果的基础上,缩短流程、缩减成本投入是今后研发技术的重点。
4.3 煤制气污水
煤制气污水通常是在煤气洗涤和净化的过程中产生,其中含有大量长链烷烃、芳香烃和酚、氰等毒性有害物质,其水质较为复杂,污染物浓度高,且难以进行降解。治理煤制气污水处理主要包含3个部分:物化法预处理、生化法处理和深度处理。预处理一般是进行除油、脱酸、脱酚和蒸氨;生化处理主要是进行多级好氧处理,或是强化生物处理,比如,工程菌技术、活性炭厌氧等。生化处理后,水中仍然存在难以降解的有机物质,其化学需氧量仍然较高,还应进行深度处理。当前,主要用吸附法、高级氧化、混凝沉淀和膜处理法进行深度处理。煤制气污水中含有难以降解的有毒污染物,现阶段的处理技术仍是稳定性不足、效果不佳、成本高及负荷较差等,尽管不断出现新方法,但仍然是利弊皆有。
结束语
研究煤化工污水特性与处理技术具有重要意义。我国煤炭资源十分丰富,煤化工业更成为我国成长最为迅速的产业之一,但煤化工为我国带来经济利益的同时也造成了一定的环境污染,其中煤化工的所排放污水如不经有效处理则严重影响生态环境。煤化工污水主要分为煤焦污水、煤制油污水、煤制气污水,根据其特性现阶段使用的处理方法不尽相同,如煤焦污水处理主要使用化法、化学法、物化法;煤制油污水处理主要使用物化法和生化法;煤制气污水处理主要有深度处理和物化预处理及生化处理。每种方法各有优劣利弊,在生态环境受到极高重视的今天,煤化工污水处理技术必须发展得更为高效和环保,实现行业的可持续发展。
参考文献
[1] 曲兴国.浅析煤化工废水处理工艺[J].科技创新导报,2016,(36).
[2] 邱文熙马衍睿.煤化工污水治理技术探讨[J].科技创新与应用,2015,(11).
[3] 王常婕.浅谈煤化工环境污染分析与防治[J].生物化工.2016,(02).
[4] 蔡俊丽.煤化工废水处理及回用[J].化工管理,2015,(21).