小谈煤化工废水的治理
1.煤化工简介
煤化工科学发展的途径就是以科学发展观为指导以改革开放为动力以可持续发展为基石以提高科技创新能力为手段以市场为导向统筹考虑我国煤炭、石油、天然气、煤层气、焦炉气等化石资源以及可再生资源的科学合理、高效利用方向使我国形成石油化工与煤化上相结合、具有各自优势的产品领域相辅相成在整体上形成符合我国国情科学合理的原料结构、产品结构、技术结构和企业结构增强国际竞争力加速推进化学工业现代化。煤化工足资源消耗型行业传统煤化工是我国化学工业的重要组成部分。
1.1煤化工废水的基本特点
煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物质。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
2.污水再生回用技术
污水再生处理技术按照作用机理不同可分为物理化学处理方法、生物处理方法和膜处理法三大类。
2.1物化处理方法
物化处理方法以混凝沉淀技术和活性炭吸附技术为主。根据水质的不同可采用不同的处理方法有时可两者结合使用。物化处理方法投资成本较低但运行成本较高受外界条件影响较小出水水质比较稳定。对于预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧、好氧生物法处理(A/O工艺)，但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物，好氧生物法处理后出水中的COD指标难以稳定达标。为了解决上述问题，近年来出现了一些新的处理方法，如PACT法、固定床生物膜反应器(FBBR)、厌氧生物法，厌氧-好氧生物法等。
2.1.1改进的好氧生物法
(1)PACT法 PACT法是在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用，为微生物的生长提供食物，从而加速对有机物的氧化分解能力。活性炭用湿空气氧化法再生。
(2)固定床生物膜反应器(FBBR) FBBR技术可应用于高浓度煤化工废水的处理，也可应用于后续的深度处理回用单元。
2.1.2厌氧生物法
一种被称为上流式厌氧污泥床(UASB)的技术用于处理煤化工废水。该法所用的反应器是由荷兰的G.Lettinga等于1977年开发成功的，废水自下而上通过底部带有污泥层的反应器，大部分的有机物在此被微生物转化为CH4和CO2在反应器的上部。设有三相分离器，完成气、液、固三相的分离。 另外，活性炭厌氧膨胀床技术也被用于处理煤化工废水，该技术可有效地去除废水中的酚类和杂环类化合物。
2.1.3厌氧-好氧联合生物法
单独采用好氧或厌氧技术处理煤化工废水并不能够达到令人满意的效果，厌氧和好氧的联合生物处理法逐渐受到研究者的重视。 煤化工废水经过厌氧酸化处理后，废水中有机物的生物降解性能显著提高，使后续的好氧生物处理CODcr的去除率达90%以上。其中较难降解的有机物萘、喹啉和吡啶的去除率分别为67%，55%和70%， 而一般的好氧处理这些有机物的去除率不到20%。 采用厌氧固定膜-好氧生物法处理煤化工废水，也得到了比较满意的效果。
2.2 深度处理
煤化工废水经生化处理后，出水的CODcr、氨氮等浓度虽有极大的下降，但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此，生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。
2.3混凝沉淀
沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物，以降低后续生物处理的有机负荷。 在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果，此法的影响因素有废水的pH、混凝剂的种类和用量等。
2.4固定化生物技术
固定化生物技术是近年来发展起来的新技术，可选择性地固定优势菌种，有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2-5倍，而且优势菌种的降解效率较高，经其处理8h可将喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。
2.5高级氧化技术
由于煤化工废水中的有机物复杂多样，其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数，这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。 高级氧化技术是在废水中产生大量的HO.自由基HO.自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段，去除部分COD和增强废水的可生化性，但存在消耗量大，运行不经济的问题，因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。
2.6吸附法
由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力，当废水通过比表面积很大的固体颗粒时，水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上，从而去除污染物质。该方法可取得较好的效果，但存在吸附剂用量大，费用高产生二次污染等问题，一般适合小规模污水处理应用。
2.7生物处理方法生物处理方法主要用于进一步去除废水中可降解的有机物以及水中氨氮的去除多采用好氧微生物膜处理技术。生物处理技术适用于较大规模的处理工程工程初期投资较大但运行成本较低。
2.8膜处理方法
膜处理工艺介于物理处理和生物处理之间其核心处理单元是膜生物反应器。膜处理技 术由于其高效、实用、可调、节能和工艺简便等 特点已经被广泛地应用于污水回用领域随着制造工艺的提高曾被认为是十分昂贵的膜处 理技术如今变得越来越经济了具有很强的竞争力。现在应用得较多的膜处理技术有微滤、纳 米过滤、超滤、反渗透等。
3.煤化工废水处理的前景
近年来，不断有新的方法和技术用于处理煤化工废水，但各有利弊。单纯的生物氧化法出水中含有一定量的难降解有机物，COD值偏高，不能完全达到排放标准。 吸附法虽能较好地除去COD，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。催化氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但实际的工业应用中存在运行费用高等问题。 A2/O工艺运行管理和成本相对较低，该工艺是煤化工废水的主要选用工艺。但目前还没有哪一种工艺可以完全处理好煤化工废水，所以利用多种方法联合 处理煤化工废水是煤化工废水处理技术的发展方向。
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