关于煤制油高浓度废水处理工程设计探讨

曹锋　李江江

摘 要：煤制油的作用与效果相当于石油，能够缓解石油紧缺的现状，保障国家的能源安全。但是，煤制油使用产生的废水、废弃物量庞大，污染问题是煤制油最大的问题。加上我国煤矿丰富的地区的水资源、水质普遍较差，水资源制约着煤化工产业的持续发展。所以，做好节水减排工作和废水处理工作是缓解煤制油污染问题的重点。这样能够减少污水排放量，也能减少水资源浪费情况，同时，也能减少废水排入土壤、污染地下水，影响整个生态环境。本文设计了溶气气浮-微滤-反渗透-蒸发器组合系统，以期实现对煤制油高浓度废水的良好处理和回收利用，减少废水对生态环境的污染。

关键词：煤制油；废水处理；环保

1 工程概况

高浓度废水主要指的是煤液化、加氢精制、加氢裂化和硫磺回收等装置排出的含重金属、有害物、无机盐的废水。这种废水每年的排放量巨大、浓度极高，我国未出现完善完美的处理方式，废水的处理难度大，废水问题亟待解决。

我国《中国石油化工集团公司暨股份公司工业水管理制度中推荐回用作循环冷却系统补充水的水质标准（试行）》一文规定了废水的处理标准，对废水排放进行了严格要求，不达标的废水禁止排放。面对庞大、高浓度的废水和严格的处理标准，煤制油高浓度废水的工艺选择难度和处理难度可想而知。

2 煤制油高浓度废水处理具体设计

工艺流程介绍：脱酚后的高浓度到达废水处理场之后，具体的处理方式如下：首先，笔者构建了三个滤池，层层过滤，降低浓度。主要有厌氧生物滤池、兼氧生物滤池、好氧生物滤池三种。进入废水处理场的废水大多已经进行过一次粗过滤-汽提装置的过滤，所以，这些要处理的废水大多质量浓度不高，最高不超过100mg/L，要进行下一步较细的过滤。笔者建议先使用一级涡凹气浮处理废水，这样能显著降低废水浓度，最高不超过10mg/L，也能起到减少水中无机盐、酚以及氨氮的作用。随后，高浓度废水将进入涡凹气浮阶段，此阶段核心手段就是利用废水与其他物质进行化学反应，生成无害物质，降低废水浓度。笔者建议投放适量的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，这两种物质迅速发生反应，消耗大量的废水。再次是进行气浮分离。利用微气泡的吸附功能以及油的密度小于水的性质，将废水中的煤制油与水隔离开来，渐渐浮于上层。在气浮分离阶段，气浮池内部安装刮沫机，剔除废水中的浮渣，水油分离后，废水中的含油量应低于10mg/L。之后，废水便来到生化吸水池。笔者建议匀质罐进口处安置水泵，大量废水能平稳进至匀质罐，实现后续生物处理水量的稳定，促进水质得以净化，防止废水内部产生巨大沖击，破坏设备，功亏一篑。匀质罐出口处应安装调节阀，保持废水时刻的稳定。最后，废水进入生化处理阶段，也是处理最彻底的阶段。生化处理系统一共有厌氧、兼氧和好氧生物滤池三个阶段，三阶段层层递进，共同实现对废水的净化处理。首先，废水进入厌氧生物滤池。厌氧处理，顾名思义，是处理废水中不易自然降解的有机物，使之酸化水解和甲烷化，提高废水的可生化程度，成功对其降解。这一过程的效果明显且成本不高，同时易于安装，结构简单，耗能较低，是目前十分流行的废水处理设备。废水中的物质甲烷化后，产生大量甲烷气体，此时可将其放置在沼气内进行处理，废气得以回收利用，服务于当地居民的生产生活，为其提供沼气。值得注意的是，甲烷与空气混合容易爆炸，所以，在产生甲烷气体之前、产生甲烷气体过程中要严格控制，防止甲烷气体泄漏产生危险。该系统的底部需要排泥沙，防止废水中泥沙沉积于底，导致已经过滤的水又回流到初始阶段。厌氧生物滤池的水接下来进入兼氧生物滤池。这一滤池主要是将水中的碳源进行反硝化，降低水中的碱量，也十分安全可靠，因为这一过程不产生硫化氢等有害气体。兼氧生物滤池的水将流入好氧生物滤池中。好氧生物滤池能够降解水中的有机物。该池的特点是由下至上层层将水递进上去，共有五级，第一级即最底层的水溢流后进入第二级，如此类推，直到第五级时，废水的浓度大大降低，能够符合国家标准，达到国家环保排污的要求。

3 结语

笔者分析了现代的废水处理与回收利用系统的设计与实际效果，针对现有设计的不足，设计出运用溶气气浮-微滤-反渗透-蒸发器组合系统进行煤制油高浓度废水处理这样更完善的工艺，经过一系列检测，可以发现：该工艺方案显著提升了废水的标准，促进了废水顺利排放，减少了环境污染，也能更好地将废水进行回收和利用。该组合系统性能稳定，功能强大，将为高浓度废水的“零排放”打下坚实的基础。同时，此次设计一改以往的设计系统中出现的生物处理不彻底、混凝沉淀仍然过多的问题，笔者设计的系统能够彻底地实现杀菌消毒，且速度很快，效果显著。此外，该系统的结构并不复杂，安装与操作十分简洁，也为工作人员的后期检修降低了难度。本工程以国家关于废水再生利用的政策要求为指导和目标，致力于使煤制油高浓度废水达到国家要求，减少废水污染环境的情况，为我国环保工程助力。

参考文献：

[1]马传军，费庆志，许芝，等.厌氧生物滤池-好氧生物炭滤池联合处理生活污水[J].环境化学，2007，26（1）：70-72.

[2]冯敏.现代水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2006.

作者简介：

曹锋（1987- ），男，汉族，陕西榆林人，当前职务：技术员，当前职称：助理工程师，本科学历，研究方向：煤制油，酚，油品加工提纯。

李江江（1988- ），男，汉族，陕西榆林人，当前职务：技术员，当前职称：助理工程师，本科学历，研究方向：煤制油，酚，油品加工提纯。