煤气化废水的处理技术及研究现状

韩 辉

辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司

煤气化废水的处理技术及研究现状

韩 辉

辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司

随着世界能源结构的调整，石油资源面临枯竭，化石燃料的利用率也有所下降，而煤炭在我国能源生产结构中占据70%～80%的比重，由此决定了煤炭在我国能源结构中的主导地位。在目前多级能源消耗结构中，煤炭消耗占能源消耗总量的2/3，而煤化工的发展从本质上提高了煤炭的利用率，尤其是大量新型煤化工项目——煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制乙二醇以及煤制芳烃等是国家重点发展的煤化工方向。

煤气化废水；处理技术；研究现状

煤化工在我国是发展前途很大的一个产业，特别是新型煤化工将是“十二五”和更长时期的一个重要产业。煤气化被誉为新型煤化工产业的龙头技术，近年来利用煤气化合成化工产品的新型煤化工项目方兴未艾。我国煤气化工项目主要分布在内蒙古、陕西、新疆、山西、辽宁、河南等煤炭产地，而这些地区大多属于水资源匮乏的地区。水资源缺乏地区往往也面临地表水环境容量有限的问题，有些地区甚至没有纳污水体。但恰恰这些煤化工项目需水量巨大，也相应地产生了大量废水，且废水组成成分十分复杂。废水中主要含有焦油、苯酚、氟化物、氨氮、硫化物等对人体毒性极强的污染物，含量很高，且排放量巨大，对环境的污染十分严重。

1 煤气化废水的成分特点

煤气化废水是在工业生产加工过程中对于煤气的生产和洗涤过程中产生的，煤气化过程中产生的废弃物多溶解于洗涤水、蒸汽分流等分离水中，这些都是煤气化废水的形成来源。煤气化废水是一种很难在自然界中通过生物降解的废水，其中含有较多的固体颗粒物和有毒有害物质，其成分一般较为复杂，不仅含有稠环芳烃、萘、呋喃等酚类有机化合物，还含有硫化物、各种无机盐等无机化合物。成分的复杂性也给废水的加工处理带来了很大的难度，且不同煤气化工艺产生的废水都具有较大的差异性，因此对于煤气化废水的处理和利用情况较为复杂。

2 煤气化废水的处理技术

2.1 生化处理技术

现阶段对于煤气化废水的生化处理常用的工艺有厌氧-缺氧-好氧组合工艺(A-A/O)和序批式活性污泥法(SBR)。A-A/O这一工艺脱氮效率较高，既能起到生物选择器的作用，改善污泥的沉降性能，也能通过产生的碱度对硝化过程中的碱消耗进行一定的补偿。但是A-A/O工艺也具有一定的局限性，如需要分别设置混合液回流系统和污泥回流系统，对于动力的消耗较大。SBR是一种通过间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，主要是利用时间分割的操作方式来替代空间分割的操作方式，实现稳态生化反应。主要的特点是运行的有序性和间歇性。这一工艺通过净化池内厌氧好氧的交替式变换来达到较好的净化效果；且净化池内的处理水还能够对煤气化废水有一定的缓冲稀释作用，有较好的耐冲击负荷；整个工艺操作简单成本较低。

2.2 厌氧生化工艺

煤气化废水中含有以喹啉、吲哚、吡啶、联苯等为代表的难降解有机物。该类污染物相对分子质量大，结构复杂，在好氧的条件下难以被完全降解去除。然而该类污染物具有较好的厌氧降解性能，在好氧处理前，如果先经过一步厌氧处理，则这些难降解物质会被厌氧微生物分解为较易降解的小分子有机物，再通过好氧处理即可实现难降解有机物的生物去除。马文成等采用两级两相厌氧工艺处理高浓度甲醇废水和气化废水取得了良好的效果。该工艺以厌氧颗粒污泥作为接种污泥，实现了系统的快速启动。两级厌氧的CODCr去除率可达90%～92.5%。而且该系统对进水的水质波动有良好的抗冲击能力，当进水CODCr的质量浓度在7000～11000mg／L时，系统出水CODCr的质量浓度都可以降低到600mg／L以下。另外，上流式厌氧污泥床(UASB)工艺及活性炭厌氧膨胀床工艺也被应用于煤气化废水处理中，均取得了良好的效果。

2.3 物化处理方法

常用的物化处理方法有萃取法、化学氧化法以及膜分离法等，萃取法对于煤气废水中的各类高浓度的酚类有着高效的回收作用；化学氧化法也是处理高浓度含酚煤气化废水的常用处理方法，这种方法利用氧化后的剩余活性污泥进行吸附处理可以使得酚和COD的去除率达到99%以及97%以上，效果明显；例如：德士古煤气化技术，这类技术是一种比较成熟的煤气化技术，并且，其在设备的国产化和配套的耐火材料的制造方面都有着较大优势，但是其比较明显的缺点就是其水煤浆中的水含量达到40%，应对这种情况就可以采用三级闪蒸处理煤气化的废水，经闪蒸后的黑水含固量进一步提高.送往沉降槽澄清，澄清后的水循环使用。另外一种膜分离法是通过对不同粒子大小差异去除一些废水中的含盐物质等大颗粒物质以及细菌等，可以使得废水的脱盐率达到97%以上。虽然物化处理的方法对于废水处理有着较好的效果，但是在这一阶段其处理的重点还是在二氧化碳以及氮方面，这就使得铵盐结晶的情况屡有发生，严重的甚至会导致工艺设备的结垢或者堵塞的情况，而对于设备的运行效率有了很强的影响。

煤化工行业为我国的经济发展提供了重要的能源保障，但是在我国建设社会主义和谐社会的时代背景下，对于煤化工行业的生产标准有了更高的要求。因为煤化工企业生产的特殊性，在生产的过程中会产生大量的煤气水废水，如果不经过处理就排放到外界，会对生态环境造成严重的破坏，所以对煤气水废水进行处理是煤化工企业的重要任务。在我国水资源日益匮乏的形势下，在煤气水废水处理技术中，逐渐向废水回收再利用的方向发展，不仅能够避免对生态环境造成污染，同时还能够有效的降低生产成本，节约水资源，提高煤化工企业的经济效益、社会效益以及生态效益。随着我国科学技术的快速发展，在对煤气水废水处理技术方面会不断的发展以及完善，为实现煤化工企业的可持续发展创造有利的条件。

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