全面分析煤化工废水处理技术进展及发展方向

2．3．1混凝法

混凝法是指向废水中投加一定剂量的混凝剂,使废水中的胶体和细微悬浮物在混凝剂的作用下凝聚成絮凝体或颗粒并沉降,达到降低废水的浊度和色度、除去胶体和细微悬浮物的目的。混凝技术包括凝聚和絮凝2个过程。

混凝法技术成熟,应用广泛,缺点是对废水的pH要求较高。常用的混凝剂有金属盐无机混凝剂和有机高分子混凝剂等。高亚楼等[24]研究了不同混凝药剂对气化废水的处理效果,确定了最佳药剂组合和投加量,COD和SS的去除率分别为41．8%和71．5%。

2．3．2吸附法

吸附法主要利用多孔性固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能除去废水中污染物的过程,根据吸附原理的不同可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附3种类型。吸附法核心是吸附剂,适宜处理固体颗粒污染物含量较高的废水,但吸附剂高昂,成本及再生处理问题限制了其大规模应用。

常见的吸附剂有活性炭、焦炭、沸石、树脂、炉渣、熄焦粉等。尹连庆等[25]提出了采用褐煤活性焦对煤制气生化废水进行吸附深度处理的方法,确定了最佳投加量、操作pH值、吸附时间等参数,出水COD浓度小于50mg/L,满足GBl8918—2002《城市污水处理厂污染物排放标准》中一级A排放标准。

2．3．3高级氧化法

高级氧化法是指在一定的反应条件下通过产生具有强氧化能力的自由基(˙OH),使大分子有机物降解成低毒或无毒小分子物质的废水处理方法。根据自由基产生方式和反应条件的不同,可将其分为Fenton氧化、臭氧氧化、湿式氧化、光催化氧化、声化学氧化、电化学氧化等。高级氧化法具有反应时间短、反应过程可控、普适性强和氧化降解彻底等优点。

武强等[26]、王春雨等[27]研究了煤气化废水Fenton试剂-混凝沉淀深度处理工艺,在试验条件下,COD去除率大于70%,色度去除率大于80%。Zhuang等[28]采用ZnCl2作活化剂,以混合活性炭的污泥(SBAC)为载体,通过浸渍法制成FeOx/SBAC有效催化组分,污染物脱除效果良好。

Jia等[29]研究了超声与膜生化反应组合的高级氧化工艺,提高了有机物总量的去除率,同时也改善了污染物的降解性能。Zhang等[30]研究了双极三维反应器(BT-DR)、反应器(UBAF)[31]处理经A/O法处理过的焦化废水,考察了电解时间、极板间距、电流强度等因素对反应器处理效果的影响,处理后的废水达到GB13456—1992《钢铁工业水污染物排放标准》中的焦化一级排放标准。

2．3．4膜分离技术

膜分离技术是利用膜的选择性对不同粒径组分的选择性通过,实现料液选择性分离的技术。根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。膜分离过程是物理过程,不伴随有相的变化。田沈等[32]以陶瓷球为载体,经表面挂膜、增菌处理使微生物细胞附着在陶瓷球表面形成菌膜。

处理气化洗焦废水时COD去除率达90．4%,对废水中苯、萘、菲、喹啉、异喹啉和吡啶的去除率也较好。膜处理产生大量的浓盐水是实现废水“零排放”的瓶颈,浓盐水处理技术有常规处理、膜浓缩、高浓盐水蒸发、超高浓度浓盐水喷雾结晶等技术[33]。

3煤化工废水处理技术发展方向

煤化工废水中难降解有机物含量高、成分复杂,现有的单一处理工艺较为成熟,但出水均无法满足回用的要求,而多种工艺的联合处理则可以形成互补,在煤化工废水处理过程中达到比较好的效果,因此,开发高效复合处理新工艺将是煤化工废水处理的研究方向之一。

高级氧化法具有反应时间短、反应过程可控、水质普适性强、氧化降解彻底等优点,一直是学者的重点研究内容,但目前该技术高成本、高能耗的问题限制了其大规模的应用,开发具有实际应用可行性的高级氧化技术将是废水处理研究的热点之一。

膜处理技术具有无相变、无化学反应、选择性好、适应性强、能耗低等优点,在煤化工废水处理中有着广泛的应用前景,新型功能膜材料开发、制备技术优化、分离效果和水通量提高、使用寿命延长等将是未来膜研究工作的主要方向。浓盐水处理是世界性的难题,相关新技术的开发近年来也倍受学者关注。

4结语

近些年来,我国煤化工产业发展迅速,产业示范不断升级,但随之而来是煤化工对生态环境尤其是水资源造成的污染问题也日益严峻。国家对煤化工废水处理、回用的要求也越来越高,煤化工废水达标排放迫在眉睫。

国内外学者多年研究结果表明,通过预处理、生化处理和深度处理等多种工艺的组合,煤化工废水完全可以实现达标排放或回收利用。煤化工废水的达标排放或回用,不仅可以实现煤化工废液零排放,破解水资源污染的难题,也是我国煤化工产业健康发展的重要保障。

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