煤化工废水中氨氮去除方法的研究及工程应用

黄亚奎

(伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊犁 835000)

一、煤化工废水的分类及水质特点

（一）焦化废水

焦化废水主要来自煤炼焦、煤气净化及化工产品回收精制等过程产生的废水，其废水排放量大，成分复杂，典型的废水水质为含酚1000～1400mg/L，氨氮2000mg/L左右，COD3500～6000mg/L，氰化物7～70mg/L［1］。同时含有难以生物降解的油类、吡啶等杂环化合物和联苯、萘等多环芳香化合物(PAHs)。焦化废水有机物组成中，大部分酚类、苯类化合物在好氧条件下较易生物降解，吡啶、呋喃、萘、噻吩在厌氧条件下可缓慢生物降解，而联苯类、吲哚、喹啉类难以生物降解，这些难以生物降解的杂环化合物和多环芳香化合物不但稳定性强，而且通常具有致癌和致突变作用，危害更大，所以焦化废水处理一直是工业废水处理中的难点。

（二）煤气化废水

在国内煤气化技术主要有3 种:一是“德士古”气化工艺，主产甲醇，采用水煤浆气化技术，水质特点为高氨氮(约400mg/L)，高温气化方式，水质相对洁净，有机污染程度低;二是“温克勒”气化工艺，采用煤粉湿润气化技术，主产甲醇，废水特点为高氨氮(约300mg/L)、高氰化物(约50mg/L)，也是高温气化方式，有机污染程度较低;三是“鲁奇”气化工艺，采用低温气化工艺，主产煤气，副产甲醇，水质特点为高COD(约5000mg/L)、高酚(约1500mg/L)、高氨氮(约500mg/L)、高氰化物(20mg/L)、高油类(约200mg/L)，浊度较高，是气化废水中成分最复杂、最难处理的废水。

（三）煤液化废水

煤液化废水主要包括高浓度含酚废水和低浓度含油废水。高浓度含酚废水主要包括煤液化、加氢精制、加氢裂化及硫磺回收等装置排出的含酚、含硫废水。其废水水质特点为油含量及盐离子浓度低，COD 浓度很高，其中多环芳烃和苯系物及其衍生物、酚、硫等有毒物质浓度高，可生化性差，是一种比较难处理的废水。

例如：神华煤直接液化项目高浓度含酚废水水质为:COD10000mg/L，挥发酚50mg/L，氨氮100mg/L，油100mg/L，S2－50mg/L。低浓度含油废水包括来自煤液化厂内的各装置塔、容器等放空、冲洗排水，煤制氢装置低温甲醇洗废水及厂区生活废水等，该废水油含量较高，有机物浓度低。神华煤直接液化项目含油污水水质为:COD500mg/L，挥发酚30mg/L，氨氮30mg/L，油500mg/L，S2－30mg/L。

二、煤化工工业废水中有哪些氨氮的处理工艺及应用

厌氧反应会使废水中的硝酸盐含量上升，进而增加厌氧池中的pH 值，较高的pH值可以促进池内有机物的分解与脱离。吹脱、气提工艺主要指的是将废水通过通气的方式，对气体中可溶于水或易溶于水的气体通过股入气流的方式将易溶于水的气体带出。吹脱是煤化工废水中氨氮去除的常用工艺之一，它实现的方式较为简单并且十分便捷。通常情况下，很多煤化工企业都会运用这种工艺对废水中易溶于水的物质进行催化并且提纯。对于吹脱、气提工艺，通常以空气作为运行载体，以空气作为载体十分环保，而且取材也十分方便。

三、煤化工废水处理中A/O 工艺对氨氮去除的控制要点分析

在去除有机物的过程中，要对产生的硫化氢和甲烷等气体进行吸收，只有这样才能避免因处理煤化工废水而产生的二次污染。从废水处理的PH 值角度进行分析，煤化工废水中氨氮去除的过程中，除了进行污水预处理外，还要进行废水生化和物理去除工艺。此项工艺的主要目的是对已进行预处理的污水进行二次净化，也就是深度净化。预处理的污水从UASB 工艺中完成后，进入A/O 池硝化反应池进行净化。A/O 池硝化反应池主要是将污水中的氨氮进行转化，氮元素转化为氨离子。通常情况下，污水中含有大量有机物，有机物中含有氮元素，通过A/O 池硝化反应中微生物的代谢，使氨氮含量降低。

A/O 池硝化反应池对氨氮含量可以进行很大程度的降解，但它有较为严格的外部条件，比如，要求发生化学反应的环境P（含量）＜3mg/L、溶解氧、污泥龄、污泥回流等，在此种环境下才能有利于反应池内化学反应的进行。A/O 池硝化反应池是煤化工废水中氨氮去除的重要环节。A/O 池硝化反应中影响氨氮降解的主要原因：氨氮的降解过程中可以发现，进水COD 指标在合理范围内，对于A/O 池硝化反应影响较小，但是进水COD 指标较低时，二沉池出水COD 指标升高，污泥繁殖缓慢，主要是来水可生化性低导致；进水氨氮指标在设计范围内，基本对于A/O 池硝化反应影响较小；进水酚类物质对于生化系统的影响，通过分析判断，主要可能是多元酚、多苯环类物质的影响，对于生化系统影响较大；污泥浓度不是影响A/O 池硝化反应的主要因素。污泥浓度低可能导致A/O 池抗冲击性不好；污泥浓度高导致A/O 池能耗增加，磷源投加量增加，曝气量不足，A/O 池缺氧等一系列问题。

结语

综上所述，由于我国煤化工企业废水中氨氮去除工艺的发展，需要人们投入更多的人力物力去解决工艺整合技术。对于工业化发展十分迅速的今天，回用水的产出是地球工业用水必然的转换形式。通过对铵根离子的净化，可以实现工业废水回收，这是极具环保和经济效益的。