国内煤气化废水处理的关键问题分析

对于固定床气化废水的处理，不应简单套用常见工业废水处理工艺及设计参数，而应该充分考虑特征污染物对生物处理效果的影响，目前已有学者开展了典型酚类污染物对生物处理单元生物降解特性和脱氮效果影响的研究，相关研究成果可为工艺改进提供理论基础，在工艺运行中，还可以通过脱酚功能菌的应用进一步提高脱酚效果[27-28]。

4深度处理技术问题分析

对于达标排放，深度处理单元需要进一步强化氨氮、总氮、难降解有机物和悬浮物的去除，而对于再生回用和零排放项目，不仅需要将煤气化废水处理后满足生产用水水质要求，还需要妥善解决浓盐水处理、高浓盐水固化、膜污染等问题。目前国内煤气化废水排放一般都执行严于污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准的地方排放标准，这在一定程度上提高了废水治理难度，氨氮、总氮和有机物的深度脱除是防治重点也是难点。从处理效果和运行成本上考虑，生物处理技术仍是脱氮除碳的首选，工艺路线上，一般在二级生物处理后首先通过高级氧化提高废水可生活性，然后再通过生物膜处理工艺进一步去除氨氮、总氮和有机物。

4.1高级氧化

对于高级氧化，常用处理工艺包括臭氧催化氧化、芬顿氧化、光催化氧化和电化学氧化[29-32]。高级氧化技术的共性问题是药剂消耗大、能耗高，运行成本高是高级氧化技术应用于煤气化废水深度处理的瓶颈问题。非均相臭氧氧化技术处理成本相对较低，对臭氧也有较高的分解利用率，催化剂可再生，非均相催化剂的开发是目前的研究重点。另外，也有学者通过试验提出超临界水氧化、等离子深度氧化等新技术，但实际应用效果和运行的稳定性仍需进一步研究[33-35]。

4.2吸附

吸附技术可强化对难降解有机物的去除，在深度处理单元一般与生物处理技术联用，也可在膜分离工艺之前优化入膜水质。活性炭等常用吸附剂难再生，处理成本高，低成本新型吸附剂的开发是煤气化废水吸附技术的重要研究方向，活性焦(由褐煤制备)发达的中孔对大分子有机物有较好的吸附性能，已应用于鲁奇炉气化废水的深度处理，但焦粒的去除需要通过混凝沉淀加以优化[36-39]。

4.3膜分离及浓盐水蒸发

膜分离技术已成功应用于部分工业废水的再生处理，具有脱盐率稳定、能耗低、操作简单等优点，但将其应用煤气化废水的深度处理仍需要解决膜污染和浓盐水处理等问题。在膜分离系统中需要减少膜污染和浓盐水产生量，单级反渗透(RO)浓盐水产生量大，回收率仅为70%左右，两级RO回收率可达90%，但RO膜污染严重，而RO膜污染又是影响膜分离系统长期稳定运行的核心问题[40]。

由超滤(UF)及RO组成的双膜工艺可在一定程度上减少有机物对RO膜的污染，但Ca2+、Mg2+及部分微生物通过UF膜之后仍会在RO膜表面沉积并产生无机盐结垢和微生物污染，需要定期对RO膜进行化学清洗。为此，高效反渗透(HERO)工艺在预处理环节去除硬度及其他易引发无机盐结垢的物质，通过提高pH防止微生物污染RO膜。常用煤气化废水浓盐水蒸发技术包括自然蒸发、多效蒸发和机械蒸汽再压缩蒸发。

自然蒸发的实际蒸发能力差、可控性差、占地面积大、防渗结构简单，因潜在环境风险问题而在工程应用上受到极大限制。多效蒸发技术成熟，热效率高、占地面积小，淡水回收率可达90%，但设备投资较高[41]。机械蒸汽再压缩蒸发可节能并节约冷却用水，但在国内仍处于工业试运行阶段[42]。

5结语与展望

1)煤气化废水成分复杂生化抑制剂多水质波动大，氨氮及难降解有机物浓度高，需要针对特征污染物运用由预处理、生物处理和深度处理3个单元组成的复合处理工艺，预处理单元需有效去除悬浮物、油、氨和酚，生物处理单元需加强难降解有机物、氨氮和总氮的去除，深度处理单元需抑制膜污染并有效提高浓盐水蒸发效率。

2)煤气化废水处理工艺中亟待解决的关键问题包括氨氮、多元酚的高效脱除、高级氧化工艺运行成本削减、膜分离工艺水回收率提高、膜污染抑制和浓盐水蒸发。

3)解决煤气化废水处理过程中的关键问题，需要从多工艺复合和各处理单元优化升级两方面着手，在提升处理效果的同时节约建设和运行成本，提高生物处理单元对酚、有机物、总氮等多种污染物的去除能力，对于降低整体处理成本具有重要意义，生物处理工艺与高级氧化工艺的优化组合是今后的研究重点。

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