鸡西矿业有限责任公司节能环保部黑龙江省鸡西市158100
摘要：我国的能源产业结构特点是“富煤、贫油、少气”,受能源日益紧张影响,发展煤化工产业对调整我国基础能源产业结构、缓解资源紧张局势具有非常现实意义。当前,我国环境保护形势严峻,煤化工行业作为传统的高废染、高能耗和高耗水行业,由于煤化工生产所产生的废水含有大量的有毒物质,如不采取有效的处理措施,会对周边地区的生态环境造成严重的污染。
关键词：现代煤化工；废水处理技术；应用
1煤化工废水综合处理的必要性
通常来说,煤化工企业的用水量非常大,所以它们排出的废水也比较多。在煤化工企业当中,煤气净化这个环节排出的废水较多,它们也是煤化工企业废水的主要来源。废水的组成成分很复杂,其中酚和氨的含量较高,是废水的主要成分,除此之外,还有一些联苯、吡啶吲哚和喹啉等有害的物质。这些有害物质的存在直接导致了废水具有很大的毒性,如果不对废水加以处理就直接排放,必将会对环境造成巨大的影响。比如,如果周围有农作物,可能会使农作物的产量下降。水污染不仅影响环境,还时刻威胁着人们的身体健康。所以,对煤化工企业废水综合处理技术的研究是目前所急需的,一定要能使废水的排量达标,这也是保护环境的一项重要举措。
2煤化工废水的水质特点
在煤化工产品的深加工过程中,在脱硫、除氨等工艺流程和精苯、C10H8与C5H5n的提取过程中都会产生大量的煤化工废水。废水中含有毒性的氨酚类、氰化物、CnH2n、SCN2、咔唑、C6H6和油等难降解的有机污染物;还含有NH3、硫化物等无机污染物。大量浓度较高的NH3进入受纳水体后,还易导致水体的富营养,破坏地下水源。
同时,煤化工废水中还会夹杂有大量的杂环类、芳烃类有机化合物,很难生物降解,超出废水中微生物的可耐受程度,毒害微生物不利于其存活,导致废水的可生化性差。处理后的煤化工外排水CODcr未达到一级标准,还会造成对生态环境的严重破坏。
3煤化工废水处理技术的应用
3.1煤化工废水的处理与回用要点
焦化废水的特点是水量大、成分复杂,氨氮含量和COD含量均较高,此外,还含有苯、酮等多换化合物。由于焦化废水的污染物具有较强的稳定性,单独采用生物降解法难以实现有效处理,易出现致癌、致畸等情况。液化废水是在煤的液化过程中产生的废水,包括直接液化方式和间接液化方式。液化废水的主要特点是盐含量低、污染物含量高,同样难以进行生化处理。气化废水是在生产天然气和煤气时产生的煤化工废水,主要有整流废水、冷凝液和洗涤污水组成。在气化废水中,油类、酚类、氨氮和COD含量均高于一般工业废水,并且含有一些对废水处理微生物有毒害和抑制作用的成分,因此难以实现生物降解,属于高污染有机废水。
3.2固定类型生物技术
固定类型生物技术,是一门在二十一世纪刚刚研究出来的新技术。该技术是采用天然有力的生物材料做滤料[5]。举个例子,生物曝气池就会采用生物陶粒、生物火山岩来作为滤料。这种技术的好处有很多方面,主要有三个方面。第一,固定类型生物技术,对废水的处理范围有一定的针对性。这样在处理煤化工企业废水的过程中,所含的一些难降解的物质就可以通过给予固定优势的菌类以及驯化的菌类一定的选择性来对废水进行处理。第二,和传统的污泥处理方法作比较,固定类型的生物技术有很大优势,它对于废水当中难降解物质的处理能力要比传统的污泥处理能力高出6倍甚至7倍左右。而且处理的较彻底,能够达到90%以上,这是传统方法所达不到的。第三,固定类型的生物技术处理效率高,耗时短。把废水当中90%以上难以处理的物质清楚干净,只需要8h左右的时间,效率非常高。这是因为该技术采用的菌种都是经过固定驯化的,属于优势菌种,该菌种本身的降解能力就非常强,降解的速度相对来说也比较快。
3.3生物处理技术的应用
用于煤化工废水处理与回用的生物处理技术,包括厌氧水解酸化技术及两相厌氧水解技术等。上述两种技术的应用方法如下:(1)厌氧水解酸化技术:该技术要求借助反应体系中微生物的结构,将微生物添加至废水中,使废水中有害物质的酶发生断链,最终使之被清除,使废水能够被重新利用。工作人员可以根据废水中大分子有机物的特点,具体选择某种微生物分解废水,达到净化废水及回用的目的。(2)两相厌氧水解技术:该技术的原理,与厌氧水解酸化技术类似。工作人员可将微生物以及有机物,置于同一隔离室内。并将产酸细菌以及产甲烷细菌加入到该系统当中。使几者之间相互反应,最终使废水中的大分子有机物被分解,使废水得到净化及回用。
3.4改进的好氧生物法
1)PACT法是在活性污泥池中添加活性炭粉末,充分利用活性炭的吸附作用来实现对有机物和溶解氧的吸收,同时,吸收的杂物还可成为微生物的食物以此形成完整的循环链条,对于有机物的氧化分解能力提升明显。
2)载体流动床生物膜法(CBR)是基于特殊结构载体的生物流化床技术。该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法和活性污泥法有机结合,提升反应池的处理效果,并增强系统抗冲击能力。可有效地降解废水中难以降解的污染物,降低出水中的COD浓度。在处理浓度较高的煤化工废水技术中广泛使用,还可应用于后续的深度处理回用单元。
3)厌氧-好氧联合生物法。污水处理厂单纯采用好氧或厌氧技术来处理工业废水,实现零排放很难达标,虽然经过厌氧酸化技术处理过的工业废水中有机物的生物降解能力提升明显,尤其是去除重铬酸盐CODcr方面效果显著。污水处理厂主要在降解有机物萘、喹啉和吡啶时采用该技术取得显著效果。
3.5活性污泥法
活性污泥法是现如今采用的最多的一种污水生物处理方法。该方法是在人工供氧的前提下,通过对微生物群体的混合培养,让它们形成活性污泥。然后在通过活性污泥的特性,比如生物凝聚、吸附作用以及氧化作用,来对废水当中的有毒有害的有机物进行降解。它能够去除废水当中的溶解性的有机物,同时还能去除一些被活性污泥吸附的悬浮颗粒、废水当中的磷和氮。在整个的流程过程中,有机物通过微生物的利用被降解,与此同时,新的微生物也在合成,去用来维持反应器当中的微生物的量,也就是活性污泥的量。两者的量相平衡。
4煤化工废水未来研究方向展望
对煤化工废水处理的研究,已有系统的总结与建议。从工艺上分析,需把握有机物去除及盐脱除这2条主线,废水中资源及能源回收的问题也将逐步被重视。对于有机物脱除重点关注酚类、喹啉类等大分子特征污染物的去除及演变规律,以及废水可生化性的提高及毒性机理研究;对于盐的脱除重点关注高压膜稳定性及耐用性的问题以及低能耗蒸发结晶技术的研发;对于高盐废水的处理要重点关注新型终端处置技术,同时也应对工艺的系统优化分析和在线监控进行研究。
结论
综上所述,煤化工废水具有高污染和难降解等特点,对其来源和特点进行分析,可以明确煤化工废水处理目标,确保处理方法的有效性。在此基础上,综合运用物理、化学、生物等处理技术,构建科学的废水处理工艺流程,可以确保煤化工废水处理效果,达到废水回用目的,提高水资源利用率。
参考文献：
[1]马红鹏,齐永红,武思拓.煤化工废水零排放的工程运行及结垢离子脱除的分析研究[J].能源化工,2017,38(04):78-81.
[2]李秀丽,王建东,邵伟强.一种煤化工园区合成氨废水处理回用的工艺探讨[J].现代工业经济和信息化,2016,6(20):33-34.