全面分析煤化工废水处理技术进展及发展方向

北极星环保网讯:摘要:煤化工产业快速发展带来了水污染的问题,能否有效处理煤化工废水关系到我国煤化工产业的健康发展。介绍了煤焦化、煤气化和煤液化加工工艺废水的特点,分析了国内外煤化工废水预处理、生化处理和深度处理等方面的技术进展,展望了煤化工废水处理技术的发展方向。

研究结果表明,通过多种处理技术的优化组合,能够实现煤化工废水达标排放;由于煤化工废水组分的复杂性,以高级氧化、膜分离为代表的深度处理技术将是今后发展的重点;降低处理成本、提高处理效率也是煤化工废水处理技术发展的必然趋势。

关键词:煤化工;废水处理;生化处理;深度处理

煤化工废水产量巨大,废水中含有大量酚氨、烷烃、芳烃等有毒有害物质,是一种高浓度难生物降解的工业废水,水质可生化性差,处理难度极大。煤化工项目集中分布在水资源稀缺的陕西、新疆、内蒙古等煤炭主产区,这些地区水资源占有量不到全国总量的20%,水环境容量严重不足,煤化工产业快速发展导致该区域面临地下水过度开采和水环境严重污染的危险。

国家对新建煤化工项目的废水排放政策进一步收紧,要求废水回用率在95%以上并最终达到“零排放”标准。煤化工废水处理不仅关系到我国煤化工产业的健康发展,也是我国煤炭资源实现向原料和燃料并重转型升级的瓶颈。本文阐述了国内外煤化工废水处理技术的研究进展,并对煤化工废水处理技术进行了展望,以期为煤化工废水处理的研究提供参考。

1不同煤化工工艺废水特征

根据煤焦化、煤气化、煤液化等生产工艺和用水目的的不同,各阶段煤化工废水的排放量、组成差异很大。

1．1煤焦化废水

煤焦化是指煤炭在隔绝空气和高温加热的条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程。在炼焦、煤气净化、焦油及粗苯加工精制等过程中容易产生含有酚、氨及大量有机物的工业废水,排放量大,成分复杂[1]。

以武钢焦化公司焦油车间蒸馏氨水废水水质特性为例,废水中化学需氧量(COD)平均含量为19302mg/L,挥发酚含量1854mg/L,氨氮含量1457mg/L,油含量11286mg/L[2]。同时含有含氮硫类杂环化合物和苯系物、多环芳烃等。煤焦化废水水质易受煤质和炼焦工艺影响,废水达标处理的难度较大。

1．2煤气化废水

煤气化是以煤或煤焦为原料,在一定的温度和压力条件下,将煤或煤焦与氧气、水蒸气等气化剂反应转化为水煤气的过程。应用较多的主要有碎煤加压气化、粉煤气化和水煤浆气化工艺,不同气化工艺产生气化废水的水质、水量差异较大。

碎煤加压气化废水[3]污染物浓度高,污染物成分复杂,废水中COD浓度为3000~5000mg/L,同时含有挥发酚、氨氮及较少量的苯系物、芳环化合物等难降解物质,B/C(BOD/COD,生化需氧量/化学需氧量)值小于0．3,可生化性较差。水煤浆气化废水[4]有机物浓度低,COD浓度在500mg/L左右,B/C值大于0．5,可生化性较好,但总溶解性固体物质(TDS)浓度大于3000mg/L,Cl-浓度在500mg/L左右。

粉煤气化废水COD浓度与水煤浆气化废水大致相同,但TDS浓度大于10000mg/L,Cl-浓度2000~3000mg/L。煤气化废水是典型的高浓度难降解有机废水。

1．3煤液化废水

煤液化包括煤的直接液化和间接液化2种工艺,是以煤为原料生产汽柴煤等油品的煤炭转化技术。煤液化废水主要来源于液化、加氢精制、加氢裂化等操作过程中产生的含酚、含氨氮等工业废水,成分复杂,可生化性差。以神华煤直接液化项目为例,液化废水中挥发酚浓度50mg/L,COD浓度为2000~5000mg/L,氨氮浓度100~350mg/L,油浓度500mg/L,且其中包含有大量的苯系物、杂环化合物、多环芳烃等[5]。煤液化废水具有油含量大,乳化程度高,难以生物降解的特点。

2煤化工废水处理技术

目前,国内外煤化工废水处理大多采用预处理、生化处理、深度处理三段处理工艺。

2．1预处理

预处理的主要目标是实现废水中的酚、氨类物质回收,降低含油量,提高废水的可生化性,以达到后续生化处理允许的进水水质指标。

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