摘要:我国的能源情况总体来说是“富煤少油”,煤炭资源比较丰富,是我国主要也是重要的生产生活能源来源。在此情况下,争取将煤化工企业的实效性做出有效发挥,加速石油化工方面的替代品进步,对于减低我国石油依赖,提升我国的经济发展水平、增强我国的国际竞争力有着重要的作用。但对于煤化工企业而言,在实际的生产过程当中,往往会产生大量的工业废水,对周边环境产生较大的不良影响,如何尽量减少工业废水的产出,做到工业废水零排放,是目前煤化工企业面临的难题。
关键词:煤化工;废水处理技术;工程应用
煤化工企业在实际生产过程中会产生比较多的废水,这些废水会严重影响周边的自然生态环境,甚至可能会出现严重的资源浪费情况,会制约企业的长远发展。这就需要在煤化工生产过程中,对废水零排放技术进行充分应用,降低煤化工生产对生态环境产生的不利影响,才能够促进企业的长远健康发展。
1煤化工废水概述
在煤化工企业生产过程中,煤炭是其中的主要原料,利用化学加工等方式可以将煤转化为气体、液体以及固体燃料或者化学产品,生产出不同的化工产品。而煤化工企业煤炭在一次化学加工、二次化学加工以及深度化学加工过程中存在煤电石、煤液化等。在传统的煤化工过程生产中,主要是以合成氨为主,煤气化产生的产品是醇醚燃料。而煤液化、煤气化至烯烃属于新型煤化工领域。在煤化工生产过程中会产生大量废水,主要包括煤焦化废水、煤气化废水以及煤液化废水。在我国煤化工生产过程中,必须采用有效的废水零排放处理技术,才能够降低煤化工生产过程中废水对生态环境产生的污染,提高企业的生产效益。
2当前煤化工废水处理工艺
2.1预处理技术
煤化工废水由于其复杂的污染特征,需按照一定的工艺流程进行处理。由于各种化学物质的相互影响,一些不合适的处理过程易引入新的污染物。同时煤化工废水内有毒有害成分较多,易对后端生化过程才生毒害作用,因此煤化工废水必须采用一定的预处理工艺。例如煤焦油废水的处理要先进行除油操作,方便后续生物反应池直接去除工业废水内溶解性污染物。工业废水内的除油过程:①、采用气浮法将油珠吸附在大量细小气泡中分离;②、利用离心沉降原理对煤化工废水进行回转以实现污油与废水的分离;③、使用专业的油水分离器进行分离。煤化工废水内,还时常需要对酚类、氨类废气进行有效预处理,使后续工业废水处理过程可正常稳定运行。
2.2生物处理工艺
2.2.1新型生物膜反应器
选取密度与水接近的生物填料用于在生化前端高负荷脱除COD,还可用于生化后端脱除氨氮。采用移动床生物膜反应器处理废水可使COD去除率超过80%、酚去除率达到90%,且装置体积较小、具备良好的抗冲击负荷能力,搭配高效脱氮菌强化系统可使脱氮率接近100%,但该处理工艺对于载体流化性能、反应器设计提出了较高的要求。
2.2.2生物强化技术
采用生物强化技术进行废水处理,选取经由基因技术培育的高效工程菌种添加到生化处理系统中,用于将废水中的酚类物质转化为可降解物质,能够有效提高COD、氨氮、TP去除率。部分工程在处理焦化废水时,选取微生物、酵母菌加入到流化床生物反应器内,然而却未能达到理想的氰化物去除效果,这与废水中有机物含量不足、氰化物降解速率较低、菌胶团沉降性能不佳存在密切关联。
2.3深度处理
2.3.1絮凝处理技术
基于絮凝技术的应用可以进行分类,金属盐絮凝处理技术与高分子絮凝技术,而高分子絮凝技术可以进行细分:微生物絮凝剂、无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂对煤化工废水进行深度处理时,可以充分发挥出该絮凝剂的优势,对废水当中的有机物与无机物进行一定处理。在对高分子絮凝剂选择时,可以基于废水深度处理工作的需求,对天然有机高分子絮凝剂、改性高分子絮凝剂、合成高分子絮凝剂进行合理选择。高分子絮凝剂应用的优势在于无毒、成本可控,因此,在煤化工废水处理工作中得到了一定应用。煤化工废水处理时聚丙烯酰胺(PAM)应用较为广泛,主要是因为PAM絮凝剂当中的分子量分布较多,基本处于五十万到六百万之间,在废水处理工作中可以得地有效分解,实现废水处理工作目标。在PAM絮凝剂使用时,由于部分单体PAM会出现处理污染残留,导致最终絮凝剂存在一定毒性,因此导致该絮凝剂的使用范围受限。通过科研人员对该絮凝剂的不断研究改进,生成了一种新型絮凝剂淀粉聚丙烯酰胺共聚物。经过改进后的絮凝剂,很好克服了絮凝剂易分解、电荷密度低、分子量小等特点,提高了煤化工废水的整体处理效果。微生物絮凝剂应用也较为广泛,该类絮凝剂使用的主要优势为,安全无污染、具有很好的脱色效果且无毒性。其絮凝剂生产来源较广,可以对其成本进行控制。但由于该絮凝剂应用技术未成熟,需要适当范围内推广,论证微生物絮凝剂应用的可行新与安全性。
2.3.2MBR膜分离技术
MBR分离技术中曝气系统发挥了重要作用,曝气系统主要为膜生物反应池的微生物生长代谢提供氧气,主要有三个方面:微生物氧化分解有机物的需氧量,微生物自身细胞物质的氧化分解的需氧量,对污水中氨氮进行氧化所需氧量。一般情况下使用的材质有以下:聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。分置式膜生物处理技术应用的时间较久,在开始研发应用的阶段,主要应用于煤化工领域的污水处理回收。在该污水处理技术应用的时候,主要是根据污水中微生物的生物特性进行分离处理,而煤化工污水中微生物主要可以分为好氧类和厌氧类。随着科学技术的快速发展,分置式膜生物反应技术的污水处理性能得到了很好的提高。工作人员通过对数据的研究分析,获得了反应设备的最佳运行参数、膜通量等信息,并通过对膜通量的影响因素进行研究,可以制定具体优化改进的技术方案。在煤化工污水处理的时候应用分置式膜生物处理器,可以发现以下的工作特性。分置式膜生物处理器主要是由分离器和膜反应组件构成,在实际污水处理的过程中分离器与膜反应组件,两者很少互相影响,通过独立运行工作以提高分置式膜生物处理技术的应用效能。在分置式膜生物处理技术应用的时候,为了保障可以发挥出最大的污水处理效率,需要为其提供较大的能量,确保压力泵可以为处理器提供源源不断的动力。在压力升高的过程中可以促进膜结构的表面错流,不仅很好的提高了污水的处理效率,并且降低了对膜组件的污染。在持续高压与高速错流的工作环境下,煤化工的污水处理需要持续的动力来源,采取分置式膜生物处理技术进行污水处理,可以使其能耗达到2到10千瓦时,与传统的污水处理技术能耗相比要超出20多倍。因此分置式膜生物处理技术是一种能耗较高的类型,在实际应用的时候,需要综合多方面的因素进行决策,确保污水处理工作的可持续开展。
3结语
在煤化工废水开展处理时,为实现最佳处理效果,对其相关物质进行合理回收,需要依据处理体系,开展简单的预处理回收相关物质,再开展絮凝剂处理进行分解,最后利用MBR分离技术进行深度处理,保证废水的最终排放质量。
参考文献
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