当前位置: 首页 精选范文 煤化工污水处理技术范文

煤化工污水处理技术精选(十四篇)

发布时间:2023-12-14 09:56:14

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇煤化工污水处理技术,期待它们能激发您的灵感。

煤化工污水处理技术

篇1

摘 要 在对煤化工污水对环境的污染进行论述的基础上,分析了煤化工污水特点及主要处理技术措施。同时,从煤化工污水处理设备的实际运行角度出发,解决了运行过程中设备存在的主要故障。

关键词 煤化工 污水 水处理

一、我国煤化工行业消耗水资源的现状

发展煤化工将耗费大量的水资源并有可能污染环境,而其能源转化效率也存在提高的空间。 煤炭资源和水资源呈逆向分布。

水资源是煤化工产业发展的重要制约因素,由于地理、气候等客观因素,我国水资源分布严重不均,煤炭资源和水资源呈逆向分布。

据统计,目前我国煤制烯烃耗水量为32吨/万元产值,煤制乙二醇为45吨/万元产值,煤制油耗水量为0.214吨/吉焦,煤制天然气为0.229吨/吉焦。

煤炭深加工也将不可避免地释放二氧化碳,如煤制天然气的二氧化碳排放量约为0.137吨/吉焦,煤制烯烃为12吨/万元产值。我国近年来二氧化碳排放量的快速增长将使我国不得不面临越来越大的国际压力。

煤制燃料的能源利用率同样存在提升的空间,据统计,煤制油的能量利用率为59%,煤制天然气为47%,煤制二甲醚仅为40%。

即使能够解决上述问题,即将实行的碳税亦将蚕食煤化工产业的利润率,据财政部“中国碳税税制框架设计”,在碳税征收初期的税率为10元/吨二氧化碳,以后逐渐上升至70元/吨,碳税制度或将对我国的煤化工行业带来深刻影响。

二、煤化工污水对环境的污染

首先,污水当中主要包含油、酚、氰、苯及相关的衍生物污染物质,这部分污染物质在分解过程中将会大量消耗水中的氧气,而且这部分污染物还会对水体当中的生物产生直接的毒害作用,随着其在水体当中的持续蓄积,人、动物直接施用之后将会污染生物体,造成蓄积、中毒,同时对生物的正常生长造成危害。

其次,由于煤化工污水中的COD浓度较高,在排入周围环境之后,将会消耗水体当中的氧气,降低水体中溶解氧的含量,使得其中的水生生物不能生存。

再次,因为污水中所包含的氨氮类物质浓度较高,将会导致其中的藻类等出现异常繁殖,引发起水体富营养化等,一旦产生藻类在水体中积聚,将使得水体中的光线透射程度下降,光合作用所产生的氧气含量下降,随着消耗的氧气量增加,会造成藻类的大量死亡,从而使得水体中的氧气含量进一步下降,使得鱼类大量死亡。

2、煤化工污水特点及主要处理技术措施

煤化工废水的特点是高氨氮,采用物理吹脱法时处理效率低,不能直接实现达标排放,其后仍需生化处理,且生化处理难度未有效降低,同时氨氮进入大气将造成恶臭气体的二次污染问题。采用化学分解法运行费用太高,自动化控制程度要求很高,总体上技术尚未成熟,风险很高。由于氨氮含量高,采用常规A/O工艺难以实现达标排放。

煤化工企业所排放的污水中主要是煤气化过程中所产生的污水,在高温高压洗涤煤气之后的洗涤水回收之后,通过絮凝沉淀会排放部分污水,其中主要的污染物质是氨氮、COD、BOD、硫化物和SS 等物质,而且水体的温度、硬度、SS以及氨氮含量都较高。

当前,国内对煤化工所采取的污水处理技术主要以生化法为主,该方法对废水中有机污染物有良好的去除作用。但是,因为污水中所包含的污水中含有浓度较高的氰化物,将对后续生物处理系统中的微生物造成了对应的抑制与毒害作用。所以,通过适当的物化方法将其中的氰化物等有毒物质去除之后,通过生化法清除污水中的有机物是一个理想的途径。但是,在实际的污水处理过程中,因为煤化工污水处理设施在运行过程中需要进行及时的维护,这需要企业基建部门做好对应的工作,确保整个环保设施能够正常工作。

三、煤化工企业运行过程中的水污染处理工作

3.1 预防微孔曝气器老化,确保O池溶氧充足

溶解氧是整个生化处理系统的核心,而污水处理曝气池大部分采用的是微孔曝气器,虽然这种设备的氧利用效率较高,而且具有较高的节能效果,但是其在日常的运行过程中容易出现老化、堵塞等问题,影响整个设备的运行效果。

对于微孔曝气系统存在的堵塞老化问题,根据污染源的不同可以分为两种:其一,因为鼓风机中不洁净空气使得孔内出现堵塞,设备部门必须定期对这些设备进行清理、更换,尤其是对入口前的空气过滤器,要避免灰尘、尘埃等进入曝气系统。同时,要保证通风顺畅、减少进风的阻力,例如适当增加进风截面面积与连接鼓风机截面的面积等,这样可以有效降低进风的速度。同时,在开停机之前要将阀门放空,及时的将管网中的积水排除,使得系统阻力下降。其二,对于污水侧导致的堵塞问题,在曝气持续一段时间之后,曝气器的表面将会生长生物膜,或者因为水过硬而产生碳酸钙的沉淀,使得曝气器形成外堵。针对这种问题主要爱用人工方式或者高压水对设备进行清理。

3.2 污水处理设备结垢问题分析

污水生化处理系统投入运行之后,通常会存在着离心鼓风机的出口压力逐步增加,风机出口压力逐步上涨至0.085MPa,导致鼓风机转速出现报警。而且随后还出现了O 池曝气管的损坏数量增加, O池曝气不均匀,最终造成污水处理质量下降的问题。在处理过程中,先将A/O 池中的污水抽空,发现池壁上结垢较为明显,直接将曝气管中的微孔堵塞。通过对这些结垢物质进行分析,发现其中钙镁含量达到40.57 %,碳酸根含量达到58.77 %,这表明结垢物质主要是碳酸盐垢。

通过对应的停工维修处理,将O池中的所有曝气管膜片进行及时的更换和清理,但是在持续运行3~5 个月之后,O 池中的曝气器膜片再次出现了结垢现象,使得O 池中的DO含量下降。另外,池中的水下推进器的电机、叶片和滑动导轨上都存在结垢问题,使得水下推进器也出现了对应的故障。

考虑到A/O 池必须持续满负荷的运行,不能对之进行停工检修。为了能够增加O池中的DO,采取了在O池增加悬挂链曝气器的方式,在设备运行的过程中加装。投入使用之后使得污水出口处COD含量以及氨氮物质的含量总体下降。

3.3 保证生化系统设备运行稳定

水下的推进设备需要具有适应污水的特性,尤其是能够抗腐蚀、防结垢,这对于生化系统设备而言尤为重要。但是,这些设备长期在水中工作,其出现故障时不易发现。从而导致故障发生的主要原因来看,主要是因为电机上结垢以及污水温度过高造成的。因此,通过利用水上导杆顶端的刻度盘来对左右的角度进行调节,不但能够确保死角周围水域被充分搅动,而且减少了粘附在电机表层的污垢类物质,给电机形成了良好的散热条件。

3.4污水的深度处理法

煤化工污水经生化处理后,出水的COD、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。如王俊洁等人研究了高效混凝沉淀技术应用在煤化工的悬浮物处理中的应用,并达到了很好的处理效果。此方案采用高效混凝沉淀技术,出水浊度可达到3度以下,远远低于传统工艺中的混凝沉淀出水的指标,对后续滤池的压力大大减小,反冲洗时间延长1倍以上,上升流速增加1倍,处理水量可达到传统设计的2倍。因此,高效混凝沉淀技术在煤化工的悬浮物处理的应用中具有可观的技术、占地和投资优势。

3.5序批式活性污泥法

这是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。主要特征是在运行上的有序和间歇操作,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。该方法使生化反应推动力增大,煤化工废水处理效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好,耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。若出水水质仍不达标,也可以在SBR生化池内投加少量粉末活性炭以提高处理效率。

四、结语

污水处理设备是整个煤化工环保设备的重要构成部分,只要针对设备运行过程中存在的主要问题提出对应的解决方案才能提高设备的整体处理效果,保证系统整体顺利运行。

随着煤化工技术的发展和国际石油形势的日趋紧张,煤化工产业已成为我国国民经济持续发展的重要保障。要发展煤化工,必需解决由此所产生的污染问题。煤化工的发展应该把污染、能耗降到最低限度.控制在生态、环境可承载的能力范围内。煤化工与石油化工、天然气化工相比较,污染程度高、效益较低,所以我们一方面必须延伸产业链,生产高附加值的有机化工产品;另一方面,必须提高资源利益效率,减少废物排放,尤其是提高高含盐废水的处理能力以确保煤化工的经济效益和环保水平。我们应积极向世界先进的煤化工企业学习,增强产业的市场竞争能力。煤化工的发展决不能以资源、牺牲环境和破坏生态为代价。以节能降耗、减排治污为突破口进行转变,把煤化工建设成为资源节约型、环境友好型行业。

参考文献:

[1]潘亮,党小龙,张博兰.煤化工污水处理技术研究.城市建设理论研究.2013(18).

篇2

关键词煤化工污水处理工艺

中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:

煤化工企业排放的污水以煤的气化过程产生的污水为主。煤气化污水是高温高压洗涤煤气后的洗涤水经热量回收、絮凝沉淀后排放的部分污水[1],主要污染物为氨氮、硫化物、氰化物、COD、BOD、SS等,其水温、硬度、SS、氰化物和氨氮含量都较高是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水若未经处理或处理不当随意外排, 将对水体产生严重污染, 因此实现煤化工污水的达标排放有十分重要的意义。

目前国内处理煤化工污水的技术主要采用生化法,生化法对废水中的有机污染物有较好的去除作用[2],但由于污水中所含有的氰化物浓度较高,对后续生物处理系统中的微生物有毒害和抑制作用。因此,首先采用适当的物化法去除氰化物等有毒物质,然后通过生化法去除污水中的有机污染物。煤化工污水经生化处理后一般可满足排放标准,若不能满足,需要进一步降低COD、氨氮、色度和浊度等指标。

1.预处理

对煤气化生产废水中的氰化物可采用碱性氯化法处理,分两级反应:一级反应是先将氰氧化局部氧化为氰酸盐。反应如下:

CN-+ClO-+H2OCNCl+2OH-

CNCl+2OH-CNO-+Cl-+H2O

二级反应是将氰酸盐进一步氧化为二氧化碳和氮。反应如下:

2CNO-+3OCl-+H2O2CO2+N2+3Cl-+2OH-

2.生化处理

对于预处理后的煤化工污水,国内外一般采用缺氧、好氧生物法处理(A/O工艺)。A/O工艺在去除水中碳污染的同时,能有效去处氮和磷的污染。但A/O工艺不足之处为:若沉淀池不及时排泥,易污泥上浮,使出水水质恶化;如需提高脱氮率,需要加大混合液回流比,使运行费用增高,同时可能影响反硝化过程,脱氮率很难达到90%。针对煤化工污水的特点,近年来出现了一些新的处理方法,如HBF工艺、PACT法、BAF工艺、厌氧生物法等:

(1)HBF工艺

HBF工艺是综合活性污泥法与生物膜法的优势,进行COD、氨氮的降解与转化,其实质是连续的前置反硝化+连续好氧硝化+后置反硝化后接两座交替运行的序批反应沉淀池。因此具有两段A/O法的生物脱氮功能和序批反应、分离(SBR)一体化特性。由于在好氧池及序批沉淀池内增加固定式酶浮填料,该方法为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件,使得有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化过程保持高效反应状态,有效地提高生化反应传质条件及分离效果,促进了生物降解效率的提升[3]。

(2)PACT法

PACT法是一种向活性污泥系统中投加粉末活性炭,形成复合式生物反应器的新型水处理工艺。其工艺特点是PAC颗粒包裹在活性污泥絮体中,通过活性炭吸附和生物降解的有机结合,强化活性污泥絮体的净化功能,提高系统的处理能力,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。既提高了污泥的吸附能力,也提高了COD的降解去除率。此外,PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。

(3)BAF工艺

曝气生物滤池是一种新型的高负荷浸没式固定生物膜反应池,它结合了活性污泥法和生物膜法各自的优点,并将生化反应和物理过滤(即生物降解去除BOD和固液分离去除SS)两种处理过程合并在同一个反应池中完成。因此,该工艺容积负荷可以很高,出水水质好,无需另设二沉池,无污泥膨胀问题。

(4)厌氧生物法

一种被称为升流式厌氧污泥床(UASB)的技术用于处理煤化工污水。该法是在升流式厌氧生物滤池的基础上发展而成的,废水自下而上通过底部带有污泥层的反应器,反应区由生物颗粒污泥层及絮状污泥层组成,大部分的有机物在此被微生物转化为CH4和C02,在反应器的上部设有三相分离器,完成气、液、固三相的分离。

3.深度处理

深度处理一般多采用物理化学方法,主要有混凝沉淀、吸附法、催化氧化法及超滤、反渗透等膜处理技术。

(1)混凝沉淀法

混凝沉淀法是在污水加入混凝剂如铝盐、铁盐等来强化沉淀效果,使废水中的悬浮物质在混凝剂的作用下聚集沉降,以达到固液分离的过程。该方法可有效降低废水中的浊度[4],并可去除污水中的某些溶解性物质。

(2)臭氧-生物活性炭法

臭氧活性炭联用深度处理技术采取先臭氧氧化后活性炭吸附,在活性炭吸附中又继续氧化的方法。其基本原理是在炭层中投加臭氧,使水中的大分子转化为小分子,改变其分子结构形态,提供了有机物进入较小孔隙的可能性,使大孔内活性炭表面的有机物得到氧化分解,从而使活性炭可以充分吸附末被氧化的有机物,达到水质深度净化的目的。该法能有效地降低AOC(生物可同化有机碳)值,使出水的生物稳定性大为提高。

(4)膜分离技术

膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化,仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果,是一种非常节省能源的分离技术。污水深度处理中常采用超滤+反渗透工艺,超滤可去除废水中大部分浊度和有机物,并能减轻反渗透膜的污染,反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体,对二级出水的脱盐率达到90%以上。

(5)高级氧化技术

由于煤化工污水中的有机物复杂多样,通过生化法处理并不能完全去除难生物降解的有机物,而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基(如•OH等),自由基能够无选择性地将污水中的有机污染物降解为二氧化碳和水,达到无害化目的。

4.总结

由于我国是贫油、少气、多煤的能源结构,决定了现阶段煤仍然是主要的能源[5]。煤化工业可从煤中提取多种产品,这大大提高了煤的综合利用价值,而相关污水工艺技术的使用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。因此,煤化工企业应结合自身特点,合理选择水处理工艺,最大限度地减少污水外排,使该产业与生态环境实现共赢。

参考文献:

[1] 关于提高煤化工污水生化系统处理效率的探讨[J].神华科技.2012[4].

[2] 煤化工污水处理的工艺选择[J].工业技术.2011[6].

[3] 氯碱氧化/混凝气浮/HBF-N联合工艺处理煤化工综合废水[J].广东化工.2010[6].

[4] 浅析煤化工企业污水排放治理[J].商品与质量科学论坛.2010[2].

[5] 煤化工企业污水的深度处理[J].科技论坛.2011[21].

篇3

关键词:煤化工;排污;废水处理;新方法

当前,国内对于煤化工废水的处理更多的是应用生化方法,通过生物分解对其中的苯类、苯酚类等污染物进行降解,不过也有一定的技术限制,比如对其中的吡啶、咔唑类物质就很难有效分解。调查发现,许多煤化工企业对废水的处理结果并没有满足国家一级标准,不管是废水的浓度还是颜色都存在问题,所以,在污水处理过程中要尽可能的减少其CODCr的含量,对氨气、氮气等也要尽量降解,使得处理后的污水达到国家标准。

1煤化工废水概述

煤化工废水,是在煤化工生产过程中所产出的有着较多污染物质的废水,其中包含着许多的有毒物质,比如:含氮、苯酚等污染物。调查发现,煤化工废水中的氨氮有200~500mg/L,CODCr物质则有5000mg/L,而且其中还有着一定的有机物质,比如:环芳香族化合物,硫化物等,这类物质想要通过自然降解来处理难以取得好的效果,而且有机物的过多排放会造成水流的富营养现象,造成生态平衡的破坏。通过生物方法的降解,只会将萘、吡咯等进行分解,对入咔唑、联苯类等的处理效果并不好。

2煤化工废水的处理方法

煤化工污水在排出之前,都必须经过净化分解,一般来说对废水首先采取的是物化预处理,气浮、隔油就是其中使用较多的方法。气浮法,是将污水中的油类等物质进行隔离处理,将浮在上部的油类进行处理并尽可能的回收,该种处理方法能够有效防止污水中的油类对自然水环境的污染,而且还能对曝气进行必要的处理。当前,大部分的煤化工企业更多的是应用缺氧、好氧生物的去污方法,也被称作A/O方法。因为,好氧生物在对废水中的污染物进行处理的过程中并不能有效发挥其除污性能,对其中包含的杂环类物质就很难有效分解。所以,面对当前大部分煤化工企业在废水处理中的缺陷,必须创新发展废水处理方法,比如应用PACT法、厌氧生物法等对污染物进行有效处理。

3好氧生物法

应用好氧生物法对煤化工生产过程中产生的污水进行处理,主要有:PACT法、载体流动床生物膜法。前者主要是应用活性炭等对污水中的有害物进行吸附处理,因为活性炭这一物质的吸附力非常强,能够为好氧生物储存足够的食物来源,而且,好氧生物还能提高其分解性能。这一方法的主要特点是,活性炭能够循环往复使用,利用湿空气氧化法能够使得活性炭再生。 载体流动床生物膜法,也被称作CBR,它是一种利用特定的结构形式的流动床方法,将产生的污水在选择的生物单元内过滤处理,其中所包含的生物膜、活性泥等进行有机的结合,将膜内的填充成分再次投入到污泥池之中,而且在其表层会产生呈现出漂浮形式的微生物,并对废水表层进行生物膜的附着处理。这一技术对于生物活性的组成以及浓度的要求比例相对较高,多数情况下要接近于标准值的两到四倍,最大可接近8-12g/L,而且也进一步的提升了对废水的分解效率。

4厌氧生物法

厌氧生物法,也被称作UASB方法,对于所排放污水的分解是依靠着污泥床技术来实现的,该方法是要利用特定的水质反应器皿,来构建一套固、液、气分割系统,其底层是构建在污水反应器上,污水经过管径进到污水反应器之中,而且经过加压的方法从下至上的进行一步步的分解处理。其中所包含的厌氧生物将污水中的有害成分进行转化处理,将甲烷、二氧化碳等排放,而且进到上层的三相分离器具之内。这一技术能够有效的处理污水中的杂环类等有害物质,使得污水获得进一步的处理。

5煤化工废水的深度降解技术

经过以上方法的处理,是对煤化工污水的初步过滤分解,其中的CODcr浓度已是显著的降低了,不过污水中仍然含有大量难以处理的有害物存在,其浑浊度仍然非常高,其处理标准仍未满足国家排污要求。所以,经过初步处理之后还要进行深度分解处理,主要运用到的技术有以下几种:

5.1固定化生物技术

该技术对废水的降解有着非常强的针对性,能够对其中的特定种类的菌类进行定性处理,使其对污水中的有害物质进行针对性的处理,特别是对吡啶等有着非常好的处理效果,实践证明,该技术对污水中某些很难得到分解的物质的处理效果有着显著的改善。

5.2高级氧化技术

一般来说,对煤化工污水中所包含的有机物的处理是一个极为复杂的过程,其中大部分的构成是酚类,多环芳烃以及含氮有机物等,对这些物质的降解处理难度非常大,在对污水进行初级处理之后,效果并不明显。而这里提到的高级氧化技术,可以对其中所包含的各类有机物进行深度的分解处理,将水中的HO离子,与其中的有机物自动的结合,并产生水和二氧化碳。同时,还能运用催化法来加以辅助,从而增强水中离子联合的效果。在初期的处理过程中,也能够应用到这一方法,可以有效的分解污水中的COD成分,但因为初期对催化剂的使用过多等问题,要求较高的经济成本,所以这一技术还是主要用在对废水的二次处理过程之中。

6结语

随着国内经济的迅速发展,对能源的损耗、环境的污染越来越严重,人们对环境保护的关注度也是越来越高,许多新的污染处理方法得以应用,对于煤化工的污水处理来说,许多企业都已构建起有效的污水处理系统,当然想要取得更佳的处理效果,还需要投入更多的人力、物力,加强对新技术、新工艺的研发,从企业发展与社会和谐两方面综合考量。

参考文献:

[1]张占梅,付婷.煤制气废水处理技术研究进展综述[J].环境科学与管理,2014(10).

[2]李培艳.煤化工污水处理技术进展[J].化工管理,2013(22).

篇4

关键词:污水;处理技术;污染物

中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1674-9944(2015)12-0186-04

1引言

水污染问题已经成为社会的焦点之一。水体污染主要是由于工业“三废”及生活污水的任意排放,农业活动中农药、化肥的大量使用等造成的。水体污染的危害主要有危害人体健康,易引发传染病,影响水生生物的生长,导致河道内鱼类大量死亡,此外,还有制约经济发展,阻碍工业发展的弊端等[1,2]。

水体污染是指当排入水域的污水、废水、各种废弃物等污染物质超过水体自净能力时,水质就受到了污染[3]。21世纪以来,水体严重污染的现象时常发生,如江苏太湖的蓝藻事件,广东北江中上游河段铊等重金属超标事件,山西潞城的煤化工厂的苯胺泄漏入河事件等。水体中的污染物主要有Hg、Ag等重金属离子,As、P、N等非重金属离子及其它的有毒有害物质、悬浮物等。对于水污染日益严重的现象,应当从源头上进行治理,主要有物理方法、化学方法、生物方法以及物化、化生、物生等相结合的方法。下面将简单介绍几种常见的污水处理方法,SBR污水处理技术、氧化沟污水处理法、化学混凝法等,这些污水处理技术具有不同的特点及适用条件。

2污水处理技术

2.1SBR污水处理技术

SBR,为序批式活性污泥法的简称,从传统的活性污泥法改进而来,在国内外广受欢迎的污水生物处理技术。SBR污水处理工艺流程如图1所示。

SBR处理工序是间歇、周期性的,整个运行过程分成进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期,各个运行期在时间上按序排列,称为一个运行周期[4]。在进水期时,要求反应池中残存着高浓度的活性污泥混合液,不断进行曝气,使污泥再生;在反应期能够去除大量的BOD,对污水进行脱氮、除磷处理等;在沉降期具有澄清出水、浓缩污泥的作用;在排水阶段,经处理达到一定要求的水排出处理系统,剩余污泥被引出排放,闲置期是为下一个运行周期创造良好的初始条件[5,6]。此流程主要处理高浓度的BOD及氨氮废水。

近年来,SBR污水处理技术在我国具有广阔的前景。北京同仁堂药酒厂、上海中药三厂以及上海乳制品一厂均采用此工艺,发现此工艺的污水处理效果极好[7];SBR技术对造纸废水中的COD具有较强的去除能力,真菌对造纸废水活性污泥具有生物强化作用[8];采用SBR+过滤工艺进行综合处理煤制甲醇废水,能够有效降低废水中主要污染物的含量,出水水质能达到排放要求[9];研究表明,采用SBR工艺对小型污水处理厂及垃圾渗滤液的废水进行生物脱氮除磷处理,具有较高地去除效率[10,11]。

SBR污水处理技术的优点是水质较好,速度快,工艺简单,造价低;对高浓度有机废水中氮、磷、硫的去除效果独特;沉淀性能较好,污水处理效果大幅提升等[12~15]。当然,此方法也有其缺点,主要是设备长时间闲置,不能够得到充分利用;不适用于大型处理厂;在我国北方寒冷地区,受温度限制,易出现不稳定的现象等[15~17]。

2.2氧化沟法

氧化沟法是城市生活污水处理常见的方法,是利用活性污泥中的微生物通过分解、合成完成自身生长过程来处理净化污水的技术[18]。

氧化沟处理污水的主要原理是将污水处理过程中的反应池设置为椭圆形(图2),污水和活性污泥在沟内进行几十圈甚至更多的循环,并利用曝气器对反应池不断进行曝气,让其进行水平流动,再排出系统从而达到污水进化的效果[19]。氧化沟系统基本结构通常包括氧化沟池体、曝气设备、进水出水设备、导流和混合装置以及附属构筑物等。该方法主要处理水体中的BOD5,去除N、COD、SS等。常见的氧化沟类型有Orbal氧化沟、一体化氧化沟、T型氧化沟等,它们的工艺也有微妙的差别[19]。

采用改良型氧化沟工艺对草浆废水进行处理后,出水水质可达到造纸工业水污染物排放的国家标准[20];根据四川某合建式一体化氧化沟工艺特点和运行情况,针对其生物除磷的特点,分析其除磷的优势和存在的不足,可以提出改善措施和建议[21];研究表明,奥贝尔氧化沟应用于城市污水处理时出水指标均达到国家规定的排放标准[22];增加氧化沟的曝气量,可以使污水在处理过程中出现流动分层现象[23]。

氧化沟污水处理技术的优点是该方法处理效果好、运行稳定,污泥量少,构筑物少运行管理方便,运行费用低等[24~26]。

2.3化学混凝法

化学混凝法是向废水中加入一定的化学混凝剂,破坏胶体的稳定性,使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀,并与水分离,以污泥形式排出,从而达到净化的目的[27]。化学混凝法可以去除水体中的BOD,COD,SS等[28]。

化学混凝法可以应用于处理制革废水的重金属离子,造纸废水中高浓度的COD,受污染的采油废水等。利用化学混凝法对制革废水中的Cr6+、总铬的去除效果发现,以不同的絮凝剂为基础,聚合硫酸铁投药量较小,处理效果好[29];以PAC作为混凝剂,PAM作为助凝剂联合处理洛阳市龙翔造纸厂的生产废水时,对CODcr的去除效率较高[30];利用聚合氯化铝和聚合硫酸铁混凝处理城市生活污水,效果较好[31]。

化学混凝法在运行的过程中,它的优缺点也渐渐显现出来[32]。优点主要是混凝剂种类繁多,无二次污染,高效、无毒,应用前景广阔,缺点主要是技术不够先进,要向废水中不断投药,成本较高等。

2.4MBR污水处理技术

MBR,即膜生物反应器,是以酶、微生物或动植物细胞为催化剂进行化学反应或生化转化,同时借助膜分离技术装置不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行反应的装置[33],主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成。MBR污水处理技术近年来在国内外已经取得了飞速的发展,是一种高效的污水处理技术。其工艺流程主要是原水格栅调节池提升泵生物反应器循环泵膜组件消毒装置中水贮池中水用水系统等。

MBR污水处理工艺的原理是利用膜分离装置将反应池中污水的水与泥分离,并利用大量的微生物有效地降解污水中各种有机物,将反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮,通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水,从而达到水质得到净化的目的[33,34]。MBR技术的形成起始于20世纪60~80年代,并不断改进发展。MBR污水处理工艺的特点是反应池内的微生物浓度浓度高,主要是由于微生物在里面不断生长,具有较高的冲击负荷,对污染物的去除效率较高,可以去除大量的细菌、病毒等。

利用MBR污水处理工艺对屠宰废水进行处理,并进行中水回用,对其指标进行监测测后可以发现,出水水质良好,符合三级处理标准,可直接回用,实现了污水资源化[35];荆门市某城镇污水处理厂利用MBR污水处理工艺处理生活污水,采用MBR工艺能够保证出水水质,在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点[36];煤化工污水具有高含油、高氨氮、高COD污水的特点,利用MBR污水处理工艺处理污水,在实践中可以实施[37];利用MBR技术对制药废水进行处理,具有较广阔的前景[38]。

然而,随着MBR工艺的不断发展,其弊端也不断显现出来,主要是膜污染特别严重,这主要与膜材料的性质有关,如表面电荷性质、亲疏水性、粗糙度等,还与料液的性质、操作条件等有关;膜的造价昂贵,运行费用较高等。针对上述膜污染特别严重的状况,可以通过改进相关的膜材料,调节pH值,改进运行的工艺条件等方法解决[39]。目前MBR技术主要用于中水回用、城市污水处理、工业废水处理、粪便污水处理、微污染饮用水净化等领域[40]。

3展望

近年来,我国的污水处理技术已经取得了突破性进展。面对我国污水处理存在的问题,需要转变原有思维观念,从生态文明的角度出发,探寻绿色的污水处理技术,改变原有污水处理耗能高、资源能源回收少、产生二次污染等问题[46]。再生水利用技术已经越来越受欢迎,经过污水处理厂处理过的水,我们可以用来冲洗马路,可以用来浇灌道路两旁的绿化带。对于水污染日益严重的问题,最好的方法是从源头上减少水体的污染。不断改进我国的污水处理技术,将投资小、效率高的处理技术投入运行,不断改革创新。

我国是一个非常重视环境保护的国家,随着我国的发展,环境问题将越来越突出,在不久的将来,高级氧化技术、基因工程、生态处理与生态修复、混凝-动态膜浓缩技术等都会被广泛地运用,更好地保护水体环境[47,48]。

参考文献:

[1]刘建,徐学良,刘富裕.水污染及其危害[J].地下水,2004(3):167~189.

[2]裴继春.水污染的危害及防治[J].工业安全与环保,2006(3):18~19.

[3]张宏梅,吴利峰.浅析水体污染的形成原因[J].中国科技博览,2010(4):199.

[4]乔春,汤金如,沈希光.SBR工艺污水处理技术[J].安阳工学院学报,2009(4):44~47.

[5]钟玉鸣.浅谈SBR污水处理技术的进展[J].广州环境科学,2005(3):20~23,27.

[6]陈铭,马月珠.SBR污水处理技术在乡镇污水处理中的应用[J].环境科技,2011(S2):24~26.

[7]陈镇华.SBR污水处理技术的发展及其在我国的应用[J].广州环境科学,1995(1):20~23.

[8]刘娜娜.SBR反应器生物强化处理造纸废水研究[J].安徽农学通报,2015(5):88~91.

[9]赵忠萍.SBR处理煤制甲醇废水的应用分析[J].能源环境保护,2015(2):34~36.

[10]Puig S,Corominas L,Balaguer M D, et al. Biological nutrient removal by applying SBR technology in small wastewater treatment plants: carbon source and C/N/P ratio effects[J]. Water Science and Technology,2007,55(7):135~141.

[11]Monclús Hèctor,Puig Sebastià,Coma Marta, et al. Nitrogen removal from landfill leachate using the SBR technology.[J]. Environmental Technology,2009,30(3):283~290.

[12]王月更.城市建设污水厂使用SBR污水处理技术的探讨[J].中国科技博览,2010(29):26~27.

[13]吕娜.污水处理SBR技术发展的探讨[J].应用能源技术,2008(6):38~40.

[14]汤莹.浅析我国SBR污水处理技术的发展[J].科技创新与应用,2014,08:109-110.

[15]林宏卿.SBR污水处理技术应用[J].广州化工,2009(5):167~169,175.

[16]王雪.SBR污水处理工艺技术分析[J].科技致富向导,2013(20):361~393.

[17]王爽.低温条件下SBR法污水处理技术[J].中国资源综合利用,2011(9):49~50.

[18]张建军,张会良.关于氧化沟法污水处理的运行浅析[J].平顶山工学院学报,2002(3):89~90.

[19]高守有,彭永臻,胡天红,等.氧化沟工艺及其生物脱氮原理[J].哈尔滨商业大学学报:自然科学版,2005(4):435~439.

[20]王猛,张安龙.改良型氧化沟工艺处理碱法草浆中段废水[J].中华纸业,2008(2):73~75.

[21]弯军英.合建式一体化氧化沟生物除磷研究[J].河南科技:上半月,2015(3):131~133.

[22]盛恒.奥贝尔氧化沟在城市污水处理中的应用[J].资源节约与环保,2014(3):127.

[23]Vasileios Diamantis,Ioannis Papaspyrou,Parasxos Melidis, et al. High aeration rate enhances flow stratification in full\|scale oxidation ditch[J]. Bioprocess and Biosystems Engineering,2010,33(2):293~298.

[24]耿土锁.氧化沟生化法在城镇污水处理中的应用[J].贵州环保科技,2001(3):16~19.

[25]李耀.上流式厌氧污泥床―氧化沟法处理啤酒生产废水[J].环境工程,2001(4):56~57.

[26]贾莉.氧化沟处理生活污水的工艺设计[J].池州师专学报,2006(3):58~60.

[27]赵银秋.非均相Fenton催化剂的制备、表征及性能研究[D].齐齐哈尔:齐齐哈尔大学,2012.

[28]张建春.化学混凝法处理城市污水[J].科技信息(科学・教研),2007(21):318.

[29]郭沛涌,陈克诚,刘英.化学混凝法处理制革废水中铬的研究[J]. 工业水处理,2008(9):37~39.

[30]汤红妍,杨敏,刘红宇,等.化学混凝法处理造纸废水的研究[J].河北化工,2009(3):33~35.

[31]庄耀,任洪强,耿金菊,等.混凝法去除城市生活污水中抗性基因[J].环境工程学报,2014(12):5105~5110.

[32]王绍温,陈胜,孙德智.物化法处理印染废水的研究进展[J].工业水处理,2010(1):8~12.

[33]张静,王洪斌.MBR技术及设计简[J]介.黑龙江科技信息,2014(9):87,267.

[34]黄建元.MBR技术的形成、应用范围与发展新趋势[J].净水技术,2015(2):1~3.

[35]任永峰.MBR对屠宰废水进行中水回用的工程应用[J].中国科技博览,2015(13):189~190.

[36]黄兴,魏旭.荆门市某城镇污水处理厂MBR工艺设计[J].净水技术,2015(S1):84~87.

[37]张欢.MBR在煤化工污水处理中的可行性研究[J].中国高新技术企业,2015(18):103~106.

[38]Saima Fazal,Beiping Zhang,Zhengxing Zhong, et al. Membrane Separation Technology on Pharmaceutical Wastewater by Using MBR (Membrane Bioreactor)[J]. Journal of Environmental Protection,2015,6(4):299~307.

[39]杨晓瑞. MBR(膜生物反应器)的技术优势及其膜污染问题[J].中国科技信息,2014(14):61~62.

[40]张玉杰,吉尔格. MBR在污水处理中的应用[J].水利天地,2015(4):36~37,41.

[41]常东胜.用过滤中和法治理酸性废水[J].环境科学动态,2005(3):29~30.

[42]王成金,崔晋江,刘荣梅.碱性物质中和法在处理煤矿废水中的应用[J].内蒙古环境保护,2005(1):35~36.

[43]李强,回燕斌,王君芳,等.中和法处理轧钢漂洗废水的工艺研究[J].有色矿冶,2004(3):57~60.

[44]何锦强.三维电极/Fenton试剂/中和法处理油漆废水的实验研究[J].广东轻工职业技术学院学报,2009(3):17~20.

[45]Keith P. Johnston,Jerzy B. Chlistunoff. Neutralization of acids and bases in subcritical and supercritical water: acetic acid and HCl[J]. The Journal of Supercritical Fluids,1998,12(2):155~164.

[46]侯立安,李明.生态文明视阈下绿色污水处理技术研究进展[J].科学与社会,2015(1):51~58.

篇5

关键字:污水处理、改造项目、工艺流程

中图分类号:U664.9+2 文献标识码: A 文章编号:

目前,我国政府也加大了建设污水处理的力度,污水处理厂的数量每年都在增加。并且随着污水处理技术的提高和国家对节能减排的认识,污水处理的排放标准也在不断提高,为了达到标准,污水处理工艺流程也进行了相应的改造。学习国外的污水处理的先进技术和经验,结合我国的国情及污水性质,在实际操作中取样分析,采取行之有效、经济合理的改造措施。

污水处理企业基本情况

本文以我国北方一大型综合性煤化工企业为例,该公司现有的污水处理能力为200m3/h,随着公司规模的扩大和新项目的投产,计划将污水处理能力提高至250 m3/h,根据我国现行的《污水综合排放标准GB8979-1996》中的二类一级的排放标准,同时保证周边水源下游的居民生活用水安全,因此该公司要对原有的污水处理系统进行规模扩建和技术改造。

该公司原有的污水处理工艺为传统的活性污泥工艺,整个工艺流程如下:污水先流经隔油池进行隔油,然后再流入调节池,在进入好氧/缺氧池内进行生物处理,最后在进入沉淀池进行沉淀回流,回流水池是消化液的回流取水池,更是水监测池。原处理设备主要为各一套污泥、污油处理设备,但是由于煤化工产物焦化污水水质复杂,含难降解物较多,现有的设备较为落后,采用的处理工艺较为简单,不能够适应新项目中更为复杂的污染物的处理和冲击,因此这些设备和技术已经不能够保证处理后出水排放标准,影响了附近水源的水质。

原污水水量、水质等排污情况

该公司原污水处理采取的是清污分流制,各个生产设备的排污水量水质等主要排污情况如下:

煤化工焦化后剩余氨水为15 m3/h;尿素废水为49 m3/h;焦化酚水为38 m3/h;热电废水为10 m3/h;浊循废水为20 m3/h;生活污水为30 m3/h;100万吨的焦化设备预留为45 m3/h;总计水量为229 m3/h;设计规模为250 m3/h。

3.点源的治理说明

企业原有污水处理系统存在的问题:原有的污水处理工艺不能够进一步去除COD和氨氮的单元;缺少不能够进一步的去除难降解的COD单元;原有污水处理工艺处理能力不足,不能够达到250 m3/h的处理水平;原污水处理系统不能够及时应对进水水量、水质的波动;原污水处理设计的处理出水标准不能够满足我国现行的《污水综合排放标准》中的关于排放标准的相关规定;原有的设备如罗茨鼓风机等设备老化陈旧,故障多发,风量不足,不能够满足日益增长的污水吃处理要求。

4点源治理范围

4.1改造范围

4.1.1蒸氨系统的改造

根据国家环保总局颁布的《环境污染治理设施运用资质分解分类标准》中的相关规定对回收车间内的蒸氨系统进行基础改造。

4.1.2硝铵中和废水进行回收利用的改造

该公司为煤化工企业,在生产硝铵时会生产大量的蒸汽冷凝液产物,硝铵溶液进行蒸后也会生产大量氨氮冷凝液。因此要对其中和进行改造。

4.1.3尿素水解的解吸系统改造

尿素水解解吸系统预计每小时能够处理浓度为7%的冷凝液约22.9吨,基于原设施该系统负荷增加了近30%,并且冷凝液成分增加,如闪蒸汽等。系统负荷较重,尽管能够勉强达标,但是出水水质不能满足设计标准。

4.1.4清污分流改造

由于该公司的下水系统使用多年,管道失修,净水和污水发生串漏、渗漏现象,部分地方的下水井甚至发生互联的现象,因此急需改造。

5.改造后的污水处理工艺流程

改造后,污水处理工艺流程大大提高了污水处理的效率(如图1所示)。改造后该公司污水处理的工艺流成变化有以下几个方面:

图1 污水处理改造后的工艺流程图

根据该公司扩大生成规模后,煤化工污水的成分,其中浊循环排污水和剩余的氨水中所含的氨氮成分占有较大比例,对此处理的单元改用新型工艺吹脱除氨氮工艺,将污水中的氨氮脱除,其具体过程为:在合理的温度和PH值环境下,将气体溶入水中,保持气液充分接触,水中的游离氨氮就能够自由穿过气液界面。庄毅至气相,最后脱除氨氮。

针对污水中所含成分复杂的油质,采用立两级隔油处理进行去除,其能够最大限度的将水中的浮油、重油以及乳化油等不同的油质去除,并且还能够有效的分离焦油和浮油。

此外,由于原水中的高氨氮含量,在新扩建的污水处理工艺环节中,最主要的工艺就是A2/O处理工艺,简单的说就是三个处理环节厌氧、缺氧、好氧。在达到COD的去除标准的同时,将分别进行污泥回流后消化液回流,最后通过氧化形成的硝酸氮回流到厌氧池内,与反硝化菌反应形成产物氮气,最后从水中分离出来,提高污水的脱氮效果,保证其达到排放标准。

在上述工艺A2/O进行处理末期,需要进行氧化絮凝处理工艺,将复合氧化剂投入到水中,与难降解物质产生反应,促使其开环断链,合理对污水的B/C进行调整,提高其后续的生物处理单元的处理效率。与此同时,将无水肿剩余的细小需服务和胶体微粒通过自然静沉法进行沉淀,提供水的清度。

最后一个进行的处理单元为BAF单元,经过前面的高级氧化处理工序,大部分的比较难生物降解的有机物都已被开环断链,形成比较易于生物降解的小分子有机物,在经过这个处理单元,可以有效的去除这些小分子有机物,是出水达标的最后一个重要的环节。

6、总结

综上所述,笔者以我国某大型煤化工企业为例,简单阐述了该公司污水处理改造项目的改造前后工艺流程的改变。通过这些工艺流程上的改变可以看出,该公司的新建项目能够有效的保证污水处理效果达到国家规定的排放标准,并且能够最大程度上降低达标污水的排放量,避免了对该公司周围地下水系和附近水源的造成的水环境污染,保证了周边居民的生活用水安全,这值得我国的绝大部分化工企业污水处理进行学习借鉴。

参考文献:

侯海坤,化工企业污水处理改造工艺流程分析 【J】,科技论坛,黑龙江科技信息,2011(10);

篇6

[关键词]污水处理、中水回用、生物流化床、悬浮填料

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)21-0397-02

一、前言

在水资源日益缺乏的今天,国家大力倡导中水回用。各工矿企业积极响应污水零排放的号召,污水深度处理技术越来越引起人们的重视。如何选择既经济又合理的工艺是各大科研机构、环保公司大力研究的课题。

由于深度处理的污水往往污染物比较低,常规生物处理难以达到较高的污泥浓度,所以处理效率不高,达不到回用水的标准。目前在污水深度处理的工艺有:生物法、混凝沉淀、过滤技术、活性炭吸附与生物活性炭技术、膜分离技术等。生物法是最经济有效的方法,本文就河南某煤化工公司污水深度处理及回用项目阐述生物流化床技术在污水深度处理及回用上的应用。

河南某煤化工现有一期污水处理站设计出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级B标准,为响应国家节能减排和提标的要求,实现污水的循环利用,厂方希望通过新建一座回用水站,使污水处理站出水经过回用水站处理后达到《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007中表6.1.3再生水水质指标,从而用作厂区循环冷却水系统的补水。

新建回用水站的进水是来自一期污水处理厂的出水,一期污水处理厂设计处理能力15000m3/d,其中煤化工废水3000m3/d;生活污水12000m3/d。现有污水系统出水水质如下表1 所示,该水质为新建回用水站进水水质。

针对该水质,现采用深度处理工艺为:生物流化床+强化混凝沉淀+过滤的处理工艺来对污水进行深度处理,保证出水水质达到再生水质指标。

生物流化床技术是一种新型生物膜处理技术,其特点是采用密度略大于水的悬浮填料为载体,微生物附着载体表面形成生物膜。污水在床内流动,使载体处于流化状态,污水和生物膜充分接触。由于床内微生物浓度很高,并且氧和有机物传质效率也很高,故生物流化床工艺是一种高效的生物处理技术,对难降解的有机物有一定去除效果。

二、回用水站流程框图

三、各单元规格参数

3.1、原水池:

池容:1250m3

结构:半地下式钢砼

配套:提升泵

3.2、生物流化床

原水经过提升进入生物流化床,经过均匀配水后进入各个流化床单元,在流化床中经过生物膜降解作用进一步分解水中的有机物,生物流化床采用钢砼结构。

设计水量: Q=625m3/h

进水浓度: CODCr=60~80mg/L

出水浓度: CODCr≤30mg/L

污泥浓度: 5000mg/L

规格尺寸:20.0×15.0×6.0m.(分4格)

结构形式:钢砼结构

配套设备:

①生物流化床内部结构设备,4套

②生物流化床配水装置,4套。

③生物流化床曝气装置,4套。

④生物流化床填料,4套;

⑤罗茨风机3台,2用1备,

风机参数:Q=5.39m3/min,N=11KW,P=0.06Mpa.

3.3、强化混凝沉淀池

污水从生物流化床经过分离后进入后续混凝沉淀池中,采用斜管式沉淀池,将水中混凝后的悬浮物进一步的沉降去除。

设计水量:625m3/h

尺 寸:沉淀池采用矩形结构,尺寸为11.8×14.4米(分2格),总高5.5米(含泥斗);

结 构:半地上钢砼;

配套设备:

①污泥排泥泵2台,一用一备,Q=18m3/h,H=15m,N=1.5KW,含压力表、各种阀件等附属设备。

②管道混合器1台,尺寸:DN600

③斜管填料及支架2套,D40*1000mm,支架为钢制防腐。

④两槽式组合加药装置2套(PAC、PAM)

中间水池

池容:400m3

结构:半地下钢砼

配套:提升泵

3.4、多介质过滤器

污水从混凝沉淀池沉淀后自流进入中间水池,由提升泵打入多介质过滤器器,通过多介质滤料的过滤的方法截留水中残留的SS,多介质过滤器设置八台,七用一备,也可根据水量灵活掌握开启台数。

设计水量:Q=90m3/h・台

数 量:8台(7用1备)

结构形式:碳钢防腐

外形尺寸:Φ3.2×4.90m

滤料形式:石英砂+无烟煤

配置设备:

①反冲洗泵两台,一用一备,Q=300m3/h,H=32m,N=45kW。

②反洗风机两台,Q=5,96m3/min

③电动蝶阀,7只/台。

④总管电磁流量计一台,规格:DN350

四、项目过程

本项目采用西门子PLC300全自动控制,自2013年5月份开始实施,与2014年8月竣工完成,2014年10月30日验收合格。

4.1、出水水质:

4.2、再生水水质指标

《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007中表6.1.3再生水水质指标.

五、结束语

出水指标均优于《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007中表6.1.3再生水水质指标。本项目是生物流化床技术在回用水工艺中的成功应用,为后续中水回用项目提供了参考业绩。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007.

篇7

关键词:煤炭矿区;污水回用;处理技术

中图分类号:U294文献标识码: A 文章编号:

引言

通过污水回用开辟新水源,有效提高水资源回用率,实现污水零排放是节水减排、保护水环境、实现可持续发展的有效途径。可以将经济效益、社会效益和环境效益统一起来。

一、污水处理方法概述

污水处理方式的选择由污水的性质和回用目的所决定,对于不同的回用目的,水质要求的级别不同。不同的处理方式其污水处理特点和使用环境也不尽相同,因此对工业污水的处理,需要针对实际情况具体分析。由于现在工业污水中所含污染物通常较多,不易通过单一处理方式将所有污染物都滤除,随着对回收水质的要求也不断提高,为达到处理目的,现今对污水的处理通常同时采用几种方法,并将其组成一个污水处理系统。

污水处理系统分为三个等级。一级处理主要用于过滤污水中的大颗粒悬浮物质,该处理步骤可以通过简单的物理方法实现,但是在水质的改善方面,无显著作用,无法达到排放或者回用标准。二级处理是将污水中的有机物质去除,该处理步骤通常使用生物方法实现。该步骤利用不同的酶或者细菌对污水中溶解的或成胶体状态的有机物进行分解,经过该步骤后,污水基本可以达到排放和回用标准,可在部分领域使用。三级处理也被称作深度处理,该处理步骤是在二级处理的基础上对污水中的营养物质,如氮和磷,难以在二级处理中被降解的有机物,溶解性盐类等进行深度处理。通过该步骤的处理,可以进一步减少污水中的污染物质、提升污水水质、满足回用标准。该步骤是污水处理技术的重要部分。

二、煤矿矿区污水特征

1、煤矿矿井污水煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源,又是一种宝贵的水资源。将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活饮水,不但解决了矿区缺水问题,还充分利用了矿井水资源,可节省地下水资源。矿井水主要污染物为悬浮物和油,大多数矿井水含盐量高,污染水处埋需兼顾净化与脱盐处理。

2、煤炭洗选污水

洗煤废水中含有大量的悬浮物、煤泥和泥砂,也称煤泥水,未经处理的煤泥水其悬浮物浓度高达5000mg/L 以上。而煤的本身具有疏水性,洗煤废水中的微小煤粉在水中很稳定,一些超细煤粉悬浮于水中,静置几个月也不会自然沉降。如果把此类废水直接排放进入地表水系,就会造成整个矿区内的环境污染,影响农田灌溉、工业用水和生活饮用水水质,使矿区水环境严重恶化。所以,此类废水不但需要采用成熟的工艺技术进行有效治理,还要回收其中的煤泥,把净化后的废水回用于洗煤过程,实现废水的循环利用和资源化。

3、煤化工污水

近些年来,山西、黑龙江等矿区新建了不少煤化工项目,主要包括合成氨∕尿素、甲醇∕二甲醚、煤液化等。煤化工排放废水污染重、成分复杂、排量较大,并且这些地区的水资源都相当紧张,因此,对煤化工污水的深度处理回用具有较高的资源效益及环保效益。煤化工污水特征:一是集中的废水量很多,日排放污水量很大。二是污水成分相当复杂,污水中含有多种化学组分。三是煤化工污水中的甲醇的浓度很高,污水 CODcr、氨氮浓度较高。四是煤化工生产装置中有酸性及碱性污水排放,要把酸水和碱水中和或向酸、碱污水中投加中和剂。五是生产装置的含油量较大,要在界区内设置隔油、浮选等设施,有效除油。六是废水中的成分复杂。

三、煤炭行业双膜法污水回用技术

1、工艺流程

除油沉淀系统----杀菌系统----过滤系统----超滤系统----反渗透系统。

2、各环节的功能

2.1 除油沉淀系统

原水水质中悬浮物和油的含量高,波动大,可以加大后续处理系统的负荷。因此,选择采用隔油及混凝沉淀处理,利用少量高分子絮凝剂的吸附架桥,静电网捕,强化布朗运动,加大颗粒物和胶体碰撞的几率,结成骨架庞大、结构结实的絮体,对絮凝泥水分离有利。

2.2 杀菌系统

原水水质中微生物含量较高,微生物的大量滋生可能对膜系统的运行产生影响,因此,选择采用加药杀菌抑制微生物的滋生。而杀菌池也作为后续系统供水的缓冲池。

2.3 过滤系统

在混凝沉淀后,水中还有残余部分油及悬浮物,为去除水中的悬浮物、颗粒物,工艺可选择砂滤或一体化净化器。

2.4 超滤系统

超滤是一种新型的膜处理技术,制成中空纤维式的超滤膜,去除的水中颗粒的有效直径为0.005-0.1mm,可脱除分子量在5000-100000 范围内的杂质。它的工作原理为:被分离液体在外力作用下以一定的流速沿超滤膜表面流动,溶液中溶解性物质和比膜孔径小的物质能作为渗透液从高压侧透过滤膜进入到低压侧,不可透过滤膜的物质逐渐浓缩于排放液中。用来截留分子量较大的溶质和胶体物质,允许低分子的溶质和溶剂通过。超滤可有效降低反渗透膜污染的速度,减少反渗透膜的化学清洗频度,提高膜的使用寿命。

2.5 反渗透系统

反渗透脱盐技术是世界上领先的高新科技水处理技术,具有先进、高效、节能的特性。反渗透技术具有常规分离方法不具备的突出优点,而广泛应用于水处理、煤炭、钢铁、电力、环保等领域,并迅速发展。随着水资源的短缺,污水回用得到了广泛应用。反渗透的系统脱盐率能实现 96%以上,其出水水质经离子交换处理后能作脱盐水使用。

四、污水回用处理技术进展

1、臭氧处理技术

臭氧的强氧化性对污水同时具有杀菌、降低COD和脱色除臭作用。1840 年德国科学家舒贝因发现了臭氧,在随后开始对臭氧性质的研究中,人们发现臭氧具有很强的氧化性。1868年德国人格贝斯利用臭氧将煤焦油混合物氧化成适合于涂料和油漆使用的产品,1873年臭氧被用于食盐精制和亚麻漂白。1886年Meritens 率先提出利用臭氧处理污水的可行性。1903年德国建成第一座用臭氧处理水质的大规模水厂。美国最先于20世纪70年代初利用臭氧处理生活污水,80年代初将其用于循环冷却水处理。我国于1977年在昆明建成最大臭氧消毒水厂。比利时利用臭氧对处理后的污水进行杀菌,回用于工业生产,意大利则是回用于间接农业灌溉。

臭氧虽然对微生物等具有极强的杀灭效果和较好的COD去除作用,但对氨氮去除效果较差,对醇类、醛类、醚类及烃类化合物氧化能力也较弱;运行能耗较高、投资较大, 特别是国内制造的大型臭氧发生器存在效率较低、放电管寿命较短、价格较为昂贵等问题,使臭氧技术用于污水回用处理受到限制。因此开发效率高 、能耗低、寿命长的臭氧发生装置是臭氧处理技术迫切需要解决的问题。

2、臭氧一生物活性炭技术

臭氧一生物活性炭组合技术是利用臭氧将能够直接氧化去除的污染物直接氧化去除,不能直接去除的大分子有机物分解成可生物降解的小分子有机物;同时臭氧分解产生的氧气为附着在活性炭上微生物的生物降解提供了充足的溶解氧。1961 年德国首次将臭氧和生物活性炭联用,成功用于处理自来水。Parkhrust等人于1967年确立了臭氧一生物活性炭技术。20世纪70年代初,国外一些水厂如瑞士的林格水厂和法国的卢昂拉夏佩勒(Rouen Laehapella)水厂等, 开始大规模应用臭氧一生物活性炭技术处理自来水。我国开展臭氧一生物活性炭技术的研究工作也较早, 但发展缓。

结束语

综上所述,污水回用不但能解决企业水资源紧缺及环保问题,同时为企业创造良好的经济效益,对缺水地区的煤炭矿区等高耗水行业具有示范作用。

参考文献

篇8

1中小型企业污水处理技术的现状

目前,受限于经济实力水平,很多中小型企业没有自己的独立研究室,他们的污水处理技术相对落后,排出的污水也不能达到法定排污标准。据相关数据显示,2013年全国工业污水排放总量209.8亿t。中小型污水排放企业,目前运用较为广泛的技术为常规的A/O、氧化沟法等,处理效率低,效果不显著。

1.1中小型企业的污水排放标准根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》制定的现行的《污水综合排放标准》(GB8978-1996),将排放标准分为3级,对不同行业的排放标准进行了细分,但对一些通行性指标,则有试用于一切行业的硬性标准,如甲醛、苯胺类、硝基苯类含量均为:一级标准小于1.0mg/L,二级标准小于2.0mg/L,三级标准小于5.0mg/L。目前多数中小型企业,仅能勉强达到三级标准,甚至有相当的一部分企业达不到最低标准。

1.2中小型企业污水的物理处理法物理处理法以通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物为重点,主要分为重力分离、筛滤截留、气液交换、离心交换等几种类型,其中,重力分离是最基本、最常用的处理方法。

1.3中小型企业污水的化学处理法现有的化学处理法主要包括化学沉淀法和电解法2大类,适用于含化学成分及重金属物质的废水。

1.4中小型企业污水的生化处理法生化处理方法根据污水中所含生物的性质分为厌氧处理和好氧处理2大类,主要有活性污泥法、A/O法等处理技术。

2中小型企业净水模式的发展趋势

受限于不同行业对净水技术要求的不同,净水模式应该更趋向产品的专业化和定制化,应对不同行业和不同企业对污水处理的要求进行特殊化对待,如橡胶行业和煤化工行业对COD和SS的指标并不相同。目前,技术更新最快的是各大高校的实验室,特别是一些研究型大学,然而他们技术的试用性和推广度并不高。高校的技术推广多为政府重大工程招标,或是固定的合作企业,对广阔的市场利用度不够,致使实验室对技术更新的研究经费并不能保证,流动资金较少,资金回流差,使得众多优秀的技术只是搁置在实验室。随着我国经济技术的不断发展,净水模式也有了新的发展趋势,即“校企合作”的模式。在此运营模式中,企业直接与专业技术提供者对接,有效地解决了企业的技术来源问题,并丰富了研究室的数据来源;通过净水技术的定制化和专业化流程,能促进学校研究室技术的经济转化率,促进技术更新的资金链能过不断,使得技术不断更新进步,帮助企业进行污水的定制化、专业化、正规化处理,提高水污染处理的效率,最终达到促进整体的水污染问题的改善。

3结语

篇9

关键词:煤化工;企业废水;处理技术;研究进展

中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2016)11-0155-02

煤炭资源是我国重要的能源之一,而且我国煤炭资源的储量居世界前列。随着我国社会经济的发展,煤资源的消费结构和方式也发生了较大的变化,但是还存在煤炭利用效率不高的现象,加剧了环境污染的现象。煤化工技术是指以原煤为原料,采用化学等方法等技术措施,使煤炭转化为气态、液态和固态的产品的过程[1]。煤化工所涉及的产品众多,提升了煤炭的利用效率,是推动煤炭能源高效利用的重要途径。但是,煤化工企业的发展,却带来了水污染的问题,煤化工企业用水量大,产生的废水成分复杂,而且毒性大,若不进行有效的处理,对周围环境将造成严重的损害,此外,还会造成水资源的浪费,在一些缺水地区,既不经济也不合理。因此,研究和开发科学高效的煤化工废水处理技术,不仅能够促进煤化工行业的发展,减少环境的污染,而且能够最大限度的利用水资源。

1煤化工企业废水的特点

煤化工企业产生的废水水量大、成分复杂,按来源可分为焦化废水、气化废水和液化废水。焦化废水是在煤焦化的过程中产生的废水,主要产生于炼焦用水、煤气净化、产物提炼等过程中[2]。该类废水的特点是,水量大、COD和氨氮浓度高,而且废水中含有长链、杂环化合物,此外还有苯、酮、萘等一些多环化合物,该类物质难以生物降解,而且具有致畸、致癌特性。气化废水是煤气化过程中获得天然气或者煤气过程中产生的废水,主要含有洗涤污水、冷凝废水和蒸馏废水等。该类废水的主要特点是COD、氨氮、酚类、油类等污染物浓度高,此外,废水中的一些物质对微生物的生长具有毒害和抑制作用。液化废水时在煤进行液化生产过程中产生的废水,该类废水的特点是污染物含量高,无机盐含量低。

2煤化工企业废水的处理技术

2.1预处理技术

煤化工产生的废水中酚和氨的含量较高,此外还有油类物质,经过预处理,这些物质可被回收利用,而且还能降低对后续处理工艺的污染负荷,使污水处理系统更为稳定。2.1.1脱酚煤化工废水中所含有的酚,可利用具有高比表面积的吸附材料进行脱酚处理,当吸附材料吸附饱和后,在利用有机溶剂或蒸汽对吸附剂进行解脱再生[3]。常用的吸附材料有改性的膨润土、活性炭以及大孔的吸附树脂。天然的膨润土在其表面具有亲水性的硅氧结构,对水中有机物的吸附性差。因此,在利用膨润土作为吸附剂时通常对其进行改性在加以利用。有研究者对天然的膨润土和经过改性的有机膨润土的脱酚性能进行了研究,结果表明改性后的膨润土吸附活化能更大,达到平衡的时间较小,吸附酚的量更大。活性炭也是常用的吸附剂之一,活性炭的具有高比表面积、表面的孔结构发达,而且价格相对低廉。因此,在煤化工废水脱酚处理中常用活性炭为吸附剂。有研究者利用活性炭吸附浓度为60mg/L的苯酚,在温度为30℃,pH值为6.0的条件下,苯酚去除率为86%。还有研究者采用活性炭纤维来作为煤化工废水脱酚的吸附材料,该材料具有吸附和解吸速度快,再生条件好的优点。随着高分子材料技术的发展,新型的吸附材料展现出了更为优越的吸附性能,例如大孔吸附树脂的应用,大孔吸附树脂与吸附物质之间靠范德华力来吸附,其表面还有巨大的比表面积,相比活性炭等吸附材料,它具有空分布窄,容易解脱等优点。2.1.2除油煤化工企业产生的废水中含有一定的油类,油类物质将会黏附在菌胶团的表面,进而阻碍了可溶性有机物进入到微生物的细胞壁,从而影响了生物处理工艺的效果,因此在进入生化处理单元前应对煤化工废水进行出油,以提高后续的处理效果。通常情况下,生化处理废水要求进水中含油量需小于50mg/L。在煤化工废水的油类物质通常采用隔油池和气浮法来进行控制[4]。2.1.3蒸氨煤化工废水氨氮的浓度很高,主要来源于煤制气反应中高温裂解和煤制气反应剩余的氨水。高浓度的氨氮,在进行生化处理过程中会抑制硝化细菌的活性,进而导致生活处理工艺处理效果不佳,不能保证出水氨氮达标。目前脱氨的过程主要采用水蒸气汽提法,将煤化工产生的废水中通入大量的高温蒸汽,使其充分的接触,以此将废水中的氨氮进行吹脱,这样可以有效的降低废水中氨氮浓度。吹脱出的氨氮在经过分离、蒸馏等步骤进行回收再利用。

2.2深度处理技术

煤化工废水中污染物浓度极高,成分复杂,而且难以降解。煤化工废水经过预处理后COD、氨氮等污染物的浓度得到了一定程度的降解,而难降解有机物在生化处理过程中几乎没有被降解,因此经过生化出后还需对其进行深度处理,进而满足出水的排放标准。目前在煤化工废水处理中应用最多的深度处理技术是高级氧化技术,主要有臭氧氧化技术、非均相催化臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术等[5]。2.2.1臭氧氧化技术臭氧是一种强化剂,其氧化过程有两种途径,一种是直接通过分子臭氧氧化,另一种是间接的通过臭氧分解并生成羟基自由基来进行氧化[6]。臭氧氧化技术可以降低煤化工废水中的COD,同时还能够降低水中的色度和浊度,同时在该过程中不产生二次污染。有研究表明,在内循环的反应器中,利用臭氧对煤化工废水进行深度处理,COD的去除率可到40%~50%,其中对酚类和杂环类有机物效果最好。随着对臭氧氧化技术的深入研究发现,臭氧在单独使用过程中,有机物和臭氧反应后通常会生成醛和羧酸,而这两种物质不能再和臭氧继续反应,进而限制了臭氧的矿化作用,降低了臭氧的处理效果。因此,研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用,有研究者采用UV与臭氧联用来进行废水的处理,结果表明臭氧的氧化能力比单独使用时提高了10倍以上,极大地改善了臭氧的氧化能力。2.2.2非均相催化臭氧氧化技术非均相催化臭氧氧化技术是建立在臭氧氧化的基础之上的一类新型的高级氧化技术,是臭氧在特定的催化剂作用下产生高效的羟基自由基对有机物进行氧化分解,主要使用的催化剂有金属氧化物、金属改性的沸石、活性炭等[7]。目前研究最多的是金属氧化物,例如Al2O3、TiO2等。此外,影响其氧化效果的因素还有pH值和温度。pH值主要是影响OH的产生,pH值升高有助于提高OH的产生,进而提高氧化能力。在催化氧化过程中,催化剂不仅起到催化的作用,而且还具有吸附作用,pH值的变化将影响金属氧化表面的电荷的转移,进而影响了对有机物的吸附能力。2.2.3超临界水氧化技术超临界水氧化技术是利用水在超临界状态下,具有非极性有机溶剂的性质,进而对有机物进行氧化分解的技术。该技术具有反应效率高,处理彻底。反应器结构简单等优势,但是由于超临界状态的水具有严重的腐蚀性,无机盐在反应过程中会结晶析出,进而导致设备和管道堵塞等问题,最终提高了超临界废水的处理成本,影响了工业化应用的进程。2.2.4光催化氧化技术光催化氧化技术是利用半导体材料,在紫外光照射下将吸附于材料表面的氧化剂进行激发,进而产生具有强化性能的羟基自由基,然后利用羟基自由基对有机物进行氧化分解。TiO2是应用最多的光催化剂,有研究者利用光催化技术处理模拟的苯酚废水,结果表明,TiO2的投加量为2g/L、pH值为3,光照2.5h的条件下,苯酚的去除效果最佳,可达到96%。TiO2光催化技术对难降解有机物的处理效果十分显著,但是现阶段还未能应用于煤化工废水的处理中,原因在于该催化剂不能充分的利用太阳能,反应器设计难以符合实际的应用。相信随着技术的发展,这些问题终将会被解决,给煤化工废水处理技术带来新的突破。

3结语

煤化工技术给煤炭资源的利用带来了新的发展方向,提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企业产生的废水又给我们提出了一个新的难题,由于其水量大,污染物浓度高,而且成分复杂,毒性大,单一的处理技术根本不能满足要求。建议企业和研究机构在结合实际工程的前提下,加大对煤化工废水处理技术的研究,努力及早实现处理效率高、环境友好的废水处理技术,以带动煤化工行业向着更高的方向发展。

参考文献

[1]王香莲,湛含辉,刘浩.煤化工废水处理现状及发展方向[J].现代化工,2014,34(3):1-4.

[2]孙贵军.煤化工废水的来源及处理方案[J].资源节约与环保,2013,18(6):119.

[3]章莉娟,冯建中,杨楚芬,等.煤气化废水萃取脱酚工艺研究[J].环境化学2006,25(4):488-490.

[4]王京.浅析煤化工废水处理工艺[J].广西轻工业,2009,11(3):99-100.

[5]游建军,熊珊,贺前锋.煤化工废水处理技术研究及应用分析[J].科技信息,2013(2):365-370.

[6]张志伟.臭氧氧化深度处理煤化工废水的应用研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.

篇10

关键词 煤化工废水 单塔汽提脱酸脱氨 活性焦预处理 循环流化床焚烧处理 闭式循环处理 零排放理念

目前,节能环保已成为社会经济可持续发展的必然要求,零排放理念已成为整个社会公认的环保理念。随着国家对污染物排放的控制力度日益加强,加之我国大型煤化工基地普遍处于缺水地区,所以强化污水治理,实现废水的循环利用和零排放,节约水资源,现已成为煤化工企业技术发展的必然趋势和社会义务。

一、煤化工废水处理工艺概况

煤化工废水是在煤的气化、干馏、净化及化工产品合成过程中产生的废水。煤化工废水的污染物浓度高,成分复杂。除含有氨、氰、硫氰根等无机污染物外,还含有酚类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳香族化合物(PAHs),是一种最难以治理的工业废水,处理难度大,处理成本高。我们知道,要想得到符合排放标准要求的工业废水,对废水的前期预处理以及副产物分离是至关重要的两个关键环节,其处理结果将直接影响后期的生化处理法和物理法装置系统的稳定运行,所以要求前期预处理装置必须运行稳定。

二、存在问题的分析及解决方案

经过一段时间的运行发现装置运行不稳定,换热器严重结垢,达不到设计温度,蒸汽耗量也随之上升,同时脱酸脱氨塔内由于严重结垢致使浮阀塔件经常堵塞,直接影响了初期的水质处理。装置连续运行周期不足一月,后期的运行周期逐渐缩短。原因分析:主要是由于采用的煤质质量不可逆的普遍下降原因导致的。由于煤质灰分的逐渐上升,煤气夹带飞灰量增高,导致污水中含尘、有机悬浮杂质增高多,在升温过程中的析出沉积在换热设备表面形成坚硬的复合水垢导致换热器堵塞,塔板塔件被密实,从而影响装置运行。

研究处理办法消除部分悬浮类物质,同时加大塔件内流通面积,改变加热方式。直接方法:脱酸脱氨塔的塔件更换;对换热器进行物理、化学清洗。间接方法:加强预处理,采用强制过滤装置降低结垢物质含量;部分直接加热改为间接加热根据季节和水质进行调节切换。 可实施的解决方法采用新型塔内件代替原有塔内件,对换热器经行集中清理,判别主要结垢温度条件。采用深度预处理强制过滤装置降低水中无机盐类及悬浮物类结垢物质,改变部分间接加热为直接加热。

深度预处理强制过滤装置(活性焦过滤器)采用此装置,科降低水中无机盐类及悬浮物类结垢物质,改变部分间接加热为直接加热。活性焦过滤器优点说明目前,因国内难处理工业废水治理市场需求较小,活性焦多活跃在焦化废水、造纸废水、制药废水等领域,主要应用于其工艺废水中有机物脱除和脱色。随着环保形势日趋紧张的现实要求,加之其逐渐展现出来的处理能力,活性焦将会在煤化工综合废水处理中得到更广泛的应用。与我们目前所使用的活性炭(煤质破碎炭为主的系列品种)的性能相比较活性焦因结构上中孔发达,其性能指标表现在――碘值有所降低,但亚甲蓝值、糖蜜值大为增高,从而在应用上表现出能吸附大分子、长链有机物的特性。由于资源优势的存在,生产成本及生产得率均比破碎炭有一定的优势,其售价还不到活性炭的50%,单纯从原料成本一个角度就大大降低了工艺的运行成本。

三、活性焦在水处理中的应用

非煤化工废水应用概述活性焦最早用于去除生活用水的臭味。沼泽水常带土味,湖泊和水库水常带藻类形成的臭味,用活性焦处理最为有效,并且只需在出现臭味时使用。大多用粉状活性焦,直接投入混凝沉淀池或曝气池内,随污泥排除,不再回收利用。活性焦能去除水中产生臭味的物质和有机物,如酚、苯、氯、农药、洗涤剂、三卤甲烷等。此外,对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。在给水处理厂中,活性焦吸附法又起完善水质的作用。

煤化工工艺活性焦应用说明本工艺采用的设备是以粒状活性焦为滤料的过滤器,运行过程中须定期反复冲洗,以除去焦层中的悬游物,防止水头损失过大(见过滤)。活性焦滤器也可采用流化床或移动床。与快滤池不同,水流均从下而上。流化床的流速会使炭层膨胀,不易阻塞。移动床内失效的炭会从池底连续排出,而新活性焦会从池顶连续补充。活性焦的再生。粒状活性焦吸附容量耗尽后再生,常用的方法是加热法,废焦烘干后在850°C左右的再生炉内焙烧。颗粒活性焦每次再生约损耗5~10%,且吸附容量逐次减少。再生效率对活性焦滤池的运行费用(也就是对水处理成本)影响极大。由于活性焦吸附水中有机物的能力特强,而微生物降解有机物的能力将起到再生活性焦的作用。同时活性焦的关键作用会大大降低进入换热器和脱氨脱酚的悬浮物、大颗粒飞灰和有机物含量,从而起到预处理保护作用,实现了污水处理主要装置的长周期的正常稳定运行。另外,转化为固态污染物的活性焦还是良好的循环流化床燃料,可充分消除对环境污染。

参考文献:

[1]库咸熙.炼焦化学产品回收与加工[M].冶金工业出版社,1984.

[2]污水处理基本原理[M].中国建筑工业出版社,1975.

[3]王同章.煤气化原理与设备[M].北京:化学工业出版社,2001.

[4]邝生鲁.化学工程师技术全书[M].北京:化学工业出版社,2001.

[5]郭树才.煤化工工艺学[M].北京:化学工业出版社,1991.

篇11

此后,先进的燃煤发电技术、煤化工技术发展,促进了高温陶瓷膜材料及过滤技术快速发展。上世纪90年代,美国能源部曾组织多家机构对各种高温热气体除尘技术进行详细技术、经济对比评价,最终也认为高温陶瓷膜过滤技术是当前热气体净化领域最具有发展和应用前途的技术之一。近20年来,国内外在热气体净化用陶瓷膜材料及技术方面已得到突飞猛进的发展,产业规模和市场份额不断扩大。其中法国glosfume公司自1990年至今已有400与套大型过滤装置在10余个国家推广应用,美国Anguil环境系统公司采用陶瓷过滤和催化技术设计开发的自洁式高温陶瓷过滤装置目前已有1600余台在全球各领域推广应用。以1万平方米陶瓷膜材料应用为例,可年处理各种高温气体50多亿立方米,减少高温粉尘粒子排放数万吨。如果经其处理的高温余热完全利用,则相当于每年节约近百万吨标准煤。预计到2025年,在一些特殊高温气体净化领域如冶金冶炼、石油化工、玻璃、水泥、新型建材、垃圾焚烧、煤化工等领域应用高温陶瓷膜材料年需求量将达到百万平方米以上,由此产生的经济效益和社会效益非常显著。可以说,高温陶瓷膜材料发展及过滤技术推广对于推动国家倡导的节能减排、高效余热综合利用、PM2.5控制实施具有积极意义。

废水处理与零污染排放是节能减排工作的另一项重要内容。膜分离技术作为当前国际水处理技术主要发展方向之一,近年来在水处理技术中应用日益广泛。作为三大膜材料之一,陶瓷膜材料具有过滤精度高、使用寿命长、出水水质好、运行稳定等优点,目前已在钢厂循环水处理、含油废水处理、焦化废水处理、印染废水处理、电厂冷凝水处理以及工厂工艺水处理和工业废水、城市污水处理等领域广泛应用。如采用0.8微米陶瓷膜材料处理高浓度含油废水,处理后油含量≤5mg/l,悬浮物含量≤1mg/l,使用寿命可以达到5年。采用0.2微米陶瓷膜处理印染废水,其色度去除率可以达到90%以上,COD去除率85%以上。尤其是近年来国际发展的MBR膜生物反应器水处理技术,具有膜分离技术与生物反应器有效增强功能,可有效实现市政污水回收和工业污水处理,解决城市缺水问题,凭借其出水水质好、运营成本低、自动化程度高等诸多优势正成为水处理领域最具发展前景的关键技术之一。目前,MBR工艺技术处理生活污水和工业废水已突显成效。平板陶瓷膜材料作为国际近年来发展的一种重要的MBR膜生物反应器材料,与有机膜相比具有透水阻力小,抗污染性好、易于清洗再生、使用寿命长、化学稳定性好、机械强度好等优点,可有效解决现有中空纤维膜、有机平板膜在工程应用过程中存在的使用寿命短,易受酸碱腐蚀等问题。作为有竞争力的MBR核心部件之一,平板陶瓷膜是MBR技术水处理领域最具核心竞争力的膜分离材料之一。

据统计,1995年MBR的全球市值仅为1000万美元,到2013年底MBR年产值已达150亿美元。2013年我国废水排放总量达到730亿吨,并且以每年5%左右的比例递增,预计2015年将达到810亿吨。截止2013年底,我国已有50多个规模超万吨的MBR工程投入运行,累计规模230万吨/日。预计到2015年,中国投入运行或在建的MBR系统累计处理能力将超过500万吨/日,与2013年相比增长1倍。近年来,随着水资源匮乏和水污染日益严重,国家加强了对水污染治理力度,通过水质提标、排放标准提高及水价提高以及“水十条”实施等多项措施,共同推进水处理技术和水处理设备的提升。尤其是随着水处理用膜技术不断成熟,膜法水处理技术已成为解决资源型缺水和水质型缺水问题的重要技术,高性能膜材料发展“十二五”专项规划已明确提出发展高性能水处理用陶瓷膜材料,膜过滤技术及MBR膜生物器水处理技术也会有较快速度发展。我国在“十三五”期间,仅废水治理的投入将达1.39万亿,尽管平板陶瓷膜材料目前在国内尚处在应用起步阶段,但在未来5年内,平板陶瓷膜MBR凭借其优异的特性,在市政污水、工业(化工、造纸、食品)废水、垃圾渗透液等多个领域具有广阔的应用前景。以日处理量10万吨MBR膜生物反应器技术处理废水规模来算,需要平板陶瓷膜组件约10~15万平方米,平板陶瓷膜材料未来几年内将处于市场高速增长期,预计到2020年,年需求量将会超过200万平方米。相比于国外发达国家,国内在节能减排领域应用的陶瓷膜材料研究开发方面开展工作相对较晚,近年来尽管技术水平有长足进步,但总体来说产品产业化规模与市场开发应用等方面与国外有较大差距。

目前,国内从事该领域陶瓷膜材料单位不足百家,除南京工业大学膜科学技术研究所开发的用于水处理等领域的氧化铝质多通道陶瓷膜材料、山东工业陶瓷研究设计院开发的用于高温气体净化的高温陶瓷膜材料系列产品外,其他产品技术水平与国外同类产品相比差距明显。山东工业陶瓷研究设计院作为国内唯一的国家级工业陶瓷研究单位,是国内最早从事微孔陶瓷及陶瓷膜材料的研究开发单位,从上世纪70年代就开始开展各类微孔陶瓷及陶瓷膜材料的研制及市场开发工作,其中《热浇注工艺制备多孔陶瓷制品》1977年就获得全国科学大会奖,80年代完成了微孔陶瓷材料系列性能检测国家标准的制定工作,“七五”、“八五”期间先后完成了用于汽车尾气净化用泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷的研制开发工作。长期以来,山东工业陶瓷研究设计院以科技创新、服务社会为理念,一直致力于陶瓷膜材料的产品研发与技术创新工作,经过两代人不懈努力,目前已成为国内陶瓷膜材料领域重要的产品研发基地和技术引领者。40多年来,在陶瓷膜材料领域,山东工陶院先后承担了包括“七五”“、八五”国家科技攻关、国家“863”、科技部中小企业创新基金、科研院所公益基金及山东省重大科技攻关项目20余项,获发明专利20余项,多项产品被评为国家重点新产品。特别是近10年来,满足于国家节能减排和环保战略需要,山东工陶院也先后制定了“十二五”、“十三五”陶瓷膜材料的发展计划和产业发展规划,不断加强陶瓷膜材料领域科技创新力度,提升技术水平。

自2010年以来,在国家各类科研项目支持下,加之自身雄厚的技术力量,山东工陶院先后完成了碳化硅、堇青石质、莫来石质高温气体净化用系类陶瓷膜材料及装备的研究开发工作,完成了国内首台套煤化工领域应用的大型高温、高压陶瓷膜飞灰过滤器研制开发工作,产品已在冶炼、煤化工、有机硅、多晶硅、石化等行业的高温高压气体净化、高温烟尘净化领域大量推广应用,建立了10万平方米的高温陶瓷材料生产线。其中高温高压气体净化用陶瓷膜过滤器被评为“201”国家重点新产品,该院也成为建材行业高温陶瓷膜材料重点实验室的依托单位。2014年,该院组织技术攻关,仅用1年多时间,即完成了MBR水处理用氧化铝质平板陶瓷膜材料及产品研究开发工作,产品填补国内空白。这些产品及技术开发对推动国内节能减排领域应用的陶瓷膜材料发展、提升我国节能减排领域高温气体净化技术与水处理技术水平起了较大促进作用。

篇12

[关键词]低碳源污水;脱氮;除磷;工艺优化

中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0231-02

煤化工是一个重要的污染源,要发展煤化工,必须同时解决由此产生的污染问题。煤化工的发展应力求把污染、能耗降到最低限度,控制在生态、环境、资源容量可承载能力的范围内。煤化工的发展决不能以浪费资源、牺牲环境和破坏生态为代价。

一、我国煤化工污染现状

1、焦化废气的污染

焦化污染物是煤炭行业造成环境污染的首要污染物,这是因为焦化产业依然存在,有许多的焦化污染物质严重地污染着环境,如焦化废气等。一般来说,焦化废气主要是煤的干馏、结焦等加工过程中产生的烟气、废气、粉尘、煤尘等,尤其是出焦时焦炭与空气燃烧所形成的一氧化氮、一氧化碳和二氧化碳对环境污染更为严重。气体污染物的排污环节比较复杂,并且种类很多、毒性很大,非常不利于控制和处理。这些污染气体在微风的环境中很容易弥散在空中,造成严重的空气污染,影响自然环境质量的同时,更对人们的健康造成了影响和损害。

2、焦化废水的污染

焦化废水对于环境的影响也很大,它主要是在煤炭的焦化以及焦化回收的过程当中产生的废水、水蒸气和煤气一起从焦炉排除,进而形成许多的焦化废水。这类废水一旦流入江河就会对生物的生存造成威胁,如果使用被焦化废水污染了的水进行农田灌溉,既会使农作物减产甚至枯死,还会造成土地盐碱化。

3、噪声的污染

一般来说,煤炭化工企业的噪声污染并不是很严重,对于周围居民的生活也不会产生太大的影响。但是局部的一些高噪声的设备却很常见,如果缺乏相应的操作和合理的安排,往往会对作业的工人产生一定的影响,长此以往也会严重影响煤炭从业人员的身体健康。

4、焦化废渣的污染

焦化废渣主要包括除尘器收回的煤尘等细小的碎渣,或者是分离过程中产生的焦油渣等。这些废渣的成分相当复杂,露天堆置时一旦遇到下雨或者刮风,就会对空气、土壤以及水造成污染,给人们的健康带来严重的威胁。

二、关于煤化工污染的治理措施

1、淘汰落后产业和生产力

要严格执行相应的产业政策,淘汰落后产业和生产力。我国的各级政府以及相关的责任部门应该对于落后的产业和生产力实行严格的淘汰制度,同时进行严格的执法,对于相应的产业提出必要的产业政策。环保部门应该督促执行相应的标准,对于那些新兴起的煤炭行业给予严格把关,一旦出现污染较大并且缺乏相应环境保护能力的产业要实行淘汰制度,反对地方保护主义的出现。

2、强化管理能力

煤炭企业主管部门的相关领导应不断提高思想认识,加强对企业的管理。企业领导要不断加强对焦化污染物处理的重视程度,不能单纯地追求经济利益而放弃环保。从事环保工作的人员应增强责任意识,与相关部门一起有效推进环境保护,严格落实进行的审查制度。对厂内进行设备的严格审查,对于一些污染严重的企业要坚决予以关停。

3、焦化废水降解与深度处理

焦化废水中酚类物质较多,通过对酚类物质的检测处理,进行浓度转移,并设计处理工艺进行酚类物质去除,控制在0.1mg・L-1。酚类物质的转移能够降低污染物浓度,并进行讲降解处理。另外,对焦化废水进行深度处理,主要是对残余污染成分进行消除。目前主要应用方法为对COD构成研究,并通过O3/UV催化流床反应器,将废水中各种污染指标降低。降低浓度的同时也对废水进行消毒处理,实现废水回用。

4、厌氧生物处理技术应用

该技术应用能耗较低,且对焦化废水中高浓度污染物处理具有较大优势。厌氧主要针对发酵性细菌、产停产乙酸细菌等。厌氧过程同时能够对多种难以降解的物质进行降解,包括多氯联苯等。高氯带同系物中的脱氯变化需要在厌氧条件完成。厌氧生物处理需要建立在负荷高以及剩余污泥少等的条件下,厌氧发硬条件相对更加严格,为此,启动相对更加缓慢。采用水解进行生物降解,其主要是利用非严格厌氧完成对有机物的分级降解,其中碱性水解菌在水中不具有溶解性特征。能够将大分子物质进一步降解。

5、生物强化技术应用

经过预处理后的煤化工厂的废水,还要进一步采用生化处理的方法。这种处理方法主要是应用好氧生物法处理原理。但是,由于煤化工厂中的废水中杂环类化合物含量比较高,经过这种生化处理后的废水,水中的COD和氨氮指标有时会很高,有时又很高,难以控制在一个稳定的范围内。因此,近年来在这方面有了很大的改善,出现了生物炭法和生物流化处理法。其中,生物炭法的操作步骤是:首先在生物进化水中加入少量的粉末性活性炭,然后和回流的污泥融合在一起,在曝气池内,采用污泥脱水装置,从污泥浓缩池中排出的剩余污泥,然后对废水进行处理。在曝气池内,因为活性污泥对粉末活性炭的表面的影响,粉末活性炭因为表面积大,吸附能力也很强。这项技术的优势就是可以促进活性污泥和粉末活性炭发生氧化,加快溶解。这样,就可以有效降低基质的浓度,其中,COD的降解去除率也会相应增加。据了解,在生物炭法系统内部,活性炭吸附处理COD的动态吸附容量一般控制在200%左右。生物炭法的优势是处理生物法无法自然降解的有毒害的污染物,包括有机物。

生物炭法在处理煤化工废水中的高浓度大分子有机物方面,有着很好的处理效果。生物流化床处理法PAM,这种处理方法的原理是在在特殊的结构填料的基础上,采用生物流化床技术,在相同的生物处理单元中发挥作用,然后结合生物膜内法和活性污泥法。这种废水处理工艺的工作原理是污染物侵入到生物膜的内部,微生物的吸附能力较强,可以悬浮在悬浮填料表面,形成一层微生物膜层。因为这种微生物的产量很高,可以大量使用,所以使用这种处理方法在反应池内可以增加生物的浓度,也可以大幅度提高有机污染物的降解效率。

6、积极推广清洁及生产技术

因焦化生产工艺中生产环节十分的复杂,排放出的污染物和废水特别的多,这就给企业在处理污染的问题上增加了很多的经济负担。若要想从根本上解决问题就必须开创一条清洁生产之路。研究新的工艺技术,并贯穿于整个生产过程中,使排放物得以有效的控制与治理。

把水进行循环的使用,在废水的处理中,先进行过程处理再进行集中处理,建立除盐水站,增设旁滤装置,让循环水不再予以污染。建立生活污水处理系统,把产生的水用于循环水的补水、卫生用水以及绿化用水,将蒸氨废水进入生化的处理系统,熄焦处理后的生物脱酚废水,使设备的腐蚀予以减少。

7、加强国际的合作,并对污染少、高效率的技术装备予以开发

中国的煤化工产业的技术在近几年有了很大的进步,但这些是远远不够的,还应该对高效率低污染的技术设备予以开发,如:可借鉴其他国家的水平室炼焦炉的制作方法,并予以改进,使高效率低污染的炼焦新炉型得以研制。

总而言之,煤炭行业的发展一直都是我国国民经济的重要组成部分,只有更好地实现对于煤炭行业的污染治理,才能有效地对环境进行保护,进而促进煤炭行业的又好又快发展。

参考文献

[1] 游建军,熊珊,贺前锋.煤化工废水处理技术研究及应用分析[J].科技信息. 2013(02).

[2] 何锋.煤化工废水的来源与特点及其相应的处理技术探究[J].科技视界. 2012(23).

篇13

关键词:煤气化;废水;处理;研究

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.029

0 引言

煤炭是我国的主要能源来源,在我国的整体能源结构中占据很大的一部分,随着我国经济水平的提高、工业化的发展、家用汽车的普及,我们对于石油的依赖也不断扩大,我国本身就是一个石油资源匮乏的国家,加上近年来世界范围的石油能源紧缺等因素,都使得我们需要重视对于煤炭的进一步开发和深度利用。新型煤化工产业的兴起使得我们对于煤炭的进一步利用取得了很大的发展,我国对于煤化工产业也十分重视,对于减少我国对于石油资源的依赖,促进国家工业经济发展具有十分重要的意义。煤气化技术是新型煤化工产业的重要技术,利用煤气化技术不仅可以生产天然气这种清洁能源,还可以进一步加工生产得到甲醇、烯烃、化肥等工业产品。然而煤气化技术对于水资源的利用较大,我国的煤气化项目大多分布于水资源匮乏地区,除此之外,煤气化产生的废水也给环境污染带来及极大挑战。为实现环境友好型社会及实现煤气化工业的进一步发展,我们需要加大对于煤气化废水处理的研究,提高废水排放标准,这样不仅能够实现环境保护,也能够促进企业创新及提升核心竞争力。

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

国内外现阶段主要的煤气化废水处理技术是生物化学法,这种方法具有废水的处理量大、去除的污染成分范围较广等优点,处理后的废水符合一般的废水排放要求。但是随着人们对于环境保护意识的加强,对于废水的排放标准也不断提高。现阶段对于煤气化废水的研究主要集中在三个阶段,预处理、生化处理、深度处理。

2.1 预处理技术

由于煤气化废水成分的复杂性,含有酚类、氨类等物质,所以需要经过预处理和生化处理来消除高污染物质,减轻深度处理的难度,提高废水排放的质量。

预处理主要针对废水中的酚类、氨、油类等污染物,预处理过程中对于废水中不同成分会采用不同的方法。对于酚类污染物的处理常采用水蒸汽脱酚法、溶剂萃取脱酚法这两种。水蒸汽脱酚法较为简单,将废水中挥发性酚类经过蒸汽直接分离成含酚蒸汽再利用钠碱溶液吸收形成酚钠盐溶液后,通过酸中和进行提纯回收。而溶剂萃取法则是利用萃取剂的高分配系数使酚转移到萃取剂中,实现酚的分离。由于废水中氨浓度一般较高,目前常用的技术是水蒸汽提纯对废水中的氨进行分离,可溶性的含氨蒸汽通过含有磷酸铵溶液的吸收器与其他气体进行分离回收。对于废水中的油类物质常采用隔油池分离法和气浮法进行分离。

2.2 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。

2.3 深度处理技术

深度处理是煤气化废水的最后处理阶段,主要针对废水中难降解的有机物及悬浮物以达到排放标准。常用的方法有吸附法和臭氧氧化深度处理法。吸附法主要是利用多孔性固态相的物质对废水中污染物进行吸附分离。常用的吸附剂有活性炭、焦炭等,经过催化氧化后可以实现对废水中重金属离子等处理。臭氧氧化法可以对煤气化废水中的有机胺、杂环化合物、烷基苯磺酸钠等化合物进行分解。这一工艺的优点是操作简单,反应过程较快,但是处理需要消耗较多的电能。

3 总结

随着新型煤化工产业的发展,煤气化技术的推广使用,我们对于煤气化废水的处理方式也会不断的进步和深入。当前的处理技术大多存在一定的限制性,我们仍需要进行研究来提高废水的处理技术,以实现保护环境、促进经济及工业发展、减少进口能源依赖的目的。

参考文献:

[1]张军.煤气化废水深度处理技术的试验研究[J].华北电力大学,2012.

[2]蒋芹.煤气化废水处理技术现状及发展趋势[J].能源环境保护,2014.

篇14

查看更多《辽宁化工》杂志社信息请点击: 《辽宁化工》编辑部

(i0001)《辽宁化工》2011年第40卷总目次 无

科学研究

(1223)壳聚糖富集水中的硒并用作土壤改良剂 迟赫 赵玲子 杨春维 石淑云 腾洪辉

(1225)世界涂料巨头威士伯从长沙撬动中国市场 无

科学研究

(1226)厚度对掺铝氧化锌透明导电薄膜性质的影响 张天宝 李金培

(1229)我国十二五环保规划 解决四大突出问题 无

科学研究

(1230)大港石化聚丙烯装置的助剂及催化剂试用试验 张宝森 裴亚河

(1232)宏观忧虑压制甲醇弱势难改 无

科学研究

(1233)粒子群电极膨胀床处理焦化废水的研究 娄军芳 倪弘昕 巴奇

(1235)己二酸二异辛酯合成的研究 沈晓洁 王佶瑞

(1237)甲基紫对牛血清白蛋白毒性作用的光谱学研究 赵玲子 迟赫 滕洪辉 石淑云

水处理技术

(1241)硅藻土的特性及在水处理中的应用分析 王冠鹏 张颜

(1244)湖泊的富营养化及其生态修复技术 邵菲菲

(1247)低压锅炉水处理技术分析及应用 杨际

(1249)美国雪佛龙菲利普斯拟在得州建pe装置 无

水处理技术

(1250)村镇氨氮污水处理技术及其应用 施银焕 蒋白懿 李岩岩 李亚峰

专论与综述

(1252)甲醇制氢研究进展 杜彬

(1254)伊士曼在中国合肥合资建设醋酸纤维丝束厂 无

专论与综述

(1255)基于实时数据采集的化工企业信息一体化 梁肖兰

(1259)海上平台fm200管道设计及喷头布置 张海成 李韬 刘明军 赵思捷 初智

(1262)大豆蛋白在高分子材料中的应用研究进展 周丹 杨茜 方庆红

工艺与装备

(1266)大型煤化工企业制冷工艺选择 侯士超

(1268)离心式压缩机的原理与喘振诊断 李英男

(1270)运用鱼刺图分析法进行压力容器事故分析 王建运

(1272)化工自热式转化炉的设计与制造 吴荔荔

(1274)苯酚吉林石化完善预警机制确保“三废”达标排放 无

工艺与装备

(1275)管壳式换热器结构对传热的影响 夏远庆

(1278)利用局部焊接法修复顶部驱动吊耳 吕学良

(1280)加拿大加阳公司钾肥生产线的产能扩大50% 无

工艺与装备

(1281)管壳式换热器换热失效的原因及应对措施 金慧

(1282)云南烟草招标上国投罗钾 无

油气田开发

(1283)榆林气田低温分离工艺技术的应用 卢雄

(1285)甘肃银光异氰酸酯系列产品开发通过验收 无

油气田开发

(1286)气井压降曲线的类型及井控储量计算研究 董小卫 白海涛 周新义 龚迪光 姬虎军

(1287)韩国gs工程塑料项目落户江阴 无

油气田开发

(1288)油气输送管焊缝无损检测技术现状与发展趋势 李学平 易冬蕊 巨西民

(1291)靖安油田zj2区块开发规律研究及采收率评价 刘明汐 李传浩 陈守民

(1294)延长青平川油田长2储层最终采收率预测分析 刘伟才 刘世盛

(1297)赢创将投资5亿欧元在新加坡建蛋氨酸工厂 无

油气田开发

(1298)低渗透油田油气混输水力热力计算研究 彭方宇 周旭伟 张涛 徐琳

(1300)西峰油田典型油井递减规律研究 伍亚军 任波 张?|

(1303)迪拜公司承包大型冷藏库工程 无

油气田开发

(1304)吴仓堡油区长6储层特征研究 许勇

(1306)高桥地区盒8段储层特征及主控因素分析 张?| 伍亚军

(1310)陇东油田分层注水技术应用现状 张孝 毕银旗 冯彩林

(1312)dn—a、dn—b井生产阶段环空压力诊断分析 赵鹏 樊帆

(1315)路博润正式完成对麦金莎的收购 无

油气田开发

(1316)导波技术在油田管道检测中的研究进展 易冬蕊 巨西民 黄瑾 李学平 沙海涛

(1318)沈阳化工cpp技改项目获新突破 无