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3) 厌氧工艺。煤化工废水中含有对微生物有毒而不可生化降解及难降解物质,而厌氧工艺具有改善废水可生化性等优点,因此被广泛应用。如,Nakhla等使用厌氧颗粒活性炭反应器处理煤化工废水,酚类物质去除率高达95%以上。且据相关实践证明,厌氧工艺还具有剩余污泥少、容积负荷率高、成本低等优点。
4) SBR工艺。SBR法集生物降解、均质、脱氮除磷、沉淀等功能于一体,是序列间歇式活性污泥法的简称。SBR法反应器中微生物群落结构多样化,通过周期性间歇运行的交替方式而完成各阶段的生化反应。SBR 工艺可以使生物反应器不断进行好氧环境和厌氧环境的交替变化,从而能够处理高浓度的有机废水和拥有较强的抗冲击能力。SBR 工艺因具有组成简单、高效,流程短,耐冲击负荷等优点,逐渐受到煤化工废水处理领域专家和学者的研究和实践推广。典型的SBR工艺包括五个过程,如图2所示。
5) 好氧生物膜法及工程菌技术。好氧生物膜法通过微生物依附特殊载体调料生长繁殖,由于载体上附着的微生物种类繁多,且经过筛选形成特定种群和一定厚度的生物膜层,因此降解能力强。好氧生物膜法的微生物浓度可以达到传统活性法中微生物浓度几倍,具有复杂、高效的特点。煤化工废水污染浓度高,毒性大,对一般菌种抑制性大,目前工程菌技术尚处于实验室阶段,还未有成功应用到煤化工废水处理的报告。
2. 3深度处理
煤化工废水经过预处理,COD得到大幅度降解,但仍难以达标排放。因此,在生化处理工段之后需设置深度处理工艺,以进一步去除污染物。对于煤化工废水目前应用较广泛的深度处理工艺如下。
1) 混凝沉淀技术。煤化工废水经过生化处理后浊度和色度仍然很高,可通过投加混凝化学药剂,进行混凝沉淀处理来满足排放要求。通过混凝沉淀技术处理煤化工废水的混凝剂主要有Al2( SO4)3、PAC、PFS、FeCl3,相关研究表明,通过综合分析,PFS处理煤化工废水效果较好,处理至达标成本最低。
2) 吸附法。吸附法是通过具有孔径小、空隙多、比表面大等特点的吸附材料,富集煤化工废水中污染物的方法。煤化工废水处理的常用吸附剂有活性炭、粉煤灰、膨润土等。其中,活性炭最为常用,因为其具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,但活性炭存在再生难,处理费用较高的缺点;粉煤灰由于和活性炭结构相近,因此有吸附性能,且价格低廉,但粉煤灰存在二次污染的风险,限制了其工业应用。
3) 高级氧化法。高级氧化处理煤化工废水的主要方式有臭氧氧化法、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、催化湿式氧化技术和Fenton 氧化技术。其中,臭氧氧化技术对酚类、杂环类等有机物去除效果较好,同时在作用过程中不造成二次污染;非均相催化臭氧氧化技术中的催化剂包括金属氧化物、金属及金属改性的沸石、活性炭等,其在催化过程中,除了起到催化作用,通常伴随着吸附作用,对煤化工废水深度处理效果较好,可使之达标排放;超临界水氧化技术具有反应效率高,处理彻底,反应器结构简单等优势,可实现对难降解有机物进行深度氧化,但在国内研究尚处于起步阶段,工业化运用较少;光催化氧化利用半导体材料,在紫外光照射下实现高分子有机污染物的降解,然而由于该催化剂不能充分利用太阳能,故现阶段运用较少;湿式氧化技术在高温高压的条件下,将难降解的有机物降解为小分子有机物,对煤化工废水深度处理效果较好;Fenton 技术具有反应速率高,操作方便,设备简易等优点,可用于煤化工废水预处理工段及深度处理工段,处理效果较好。
2. 4含盐水处理
含盐水处理包括低盐水处理及高盐水处理。其中,煤化工低盐废水主要是循环排污水、脱盐水站排污水等,其特征是有机物含量较低,含盐量一般低于1%(10000mg /L)。低盐水处理通常采用以“超滤+反渗透”为主的处理工艺,废水脱盐后的清水可作为原水补充水。
高盐水一般指TDS在1%~2%(10000mg /L ~20000mg /L) 以上的废水,目前高盐水处理方法主要有自然蒸发水分及采用蒸发结晶技术。目前,采用蒸发塘处理高盐废水的效果并不理想。而结晶分盐的技术标准的缺失及会产生二次污染等,已经成为煤化工废水“零排放”的瓶颈问题之一。
3 结语
我国煤化工废水具有排放量大,污染浓度高,可生化性较差,含有大量有毒、有害物质和难降解有机物,并具有高酚、高氨、多油等特点。目前,我国煤化工废水预处理技术主要采用气浮除油、萃取脱酚及汽提蒸氨;生化处理技术普遍采用“厌氧+ 好氧”的生化处理方式;深度处理的主体工艺是高级氧化、吸附工艺等,并以高级氧化法更为广泛和实际运用;低盐水处理通常采用以“超滤+ 反渗透”为主的处理工艺,高盐水处理方法主要有自然蒸发水分及采用蒸发结晶技术,但皆不是最佳方法。因此,还需要继续深入研究我国煤化工废水处理方法及高盐水蒸发结晶分盐纯度的提高及资源化途径。
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