煤化工废水特征及处理技术

煤化工行业的零排放意味着在整个生产过程中,所有反应物都转化为产物,所有催化剂都得到了再利用,并且没有废物被排放。这仅指主要生产过程中的零排放。在辅助生产(如蒸汽,循环水等)和辅助生产过程中仍不可能实现零排放。因此,行业中零排放的定义仍然存在一些差异,并且存在各种定义和限制。通常,还会引用零排放一词。


一、煤化工废水零排放技术

煤化工废水的零排放技术需要物理,化学,生化和污水处理,膜分离,蒸发和结晶等其他技术的综合应用。煤化工废水的零排放决策应充分考虑以下三个因素:

(1)当地环保要求;

(2)经济成本承受能力(企业竞争力);

(3)安全生产的需要。

为了实现废水零排放,企业经常在零排放之前添加各种解释,例如废水排放口零排放,一次废水零排放,循环水零排放,RO浓缩水零排放,反渗透浓缩水零排放。高浓度废水。甚至提出了准零排放的概念,这意味着公司将实现某些单链废水的零排放,同时减少公司废水中的污染物总量。


二、煤化工废水的基本特征

在煤的燃烧和气化过程中,当冷却和洗涤原油时会产生大量的污水。这些煤气化废水的组成非常复杂。煤化工废水不仅与煤质有关,而且与煤气化生产过程密切相关。根据气化温度的不同,大致可分为高温气化炉和低温气化炉。高温气化温度约为1350〜1750℃,如GSP,SHELL,多组分浆料等。低温气化温度约为950〜1300℃,如碎煤压气化炉,鲁奇炉等上。其中,碎煤加压气化炉(家用鲁奇炉的类型)最难处理。这种污水主要是高浓度的气体洗涤污水,其中含有大量的有毒有害物质,如苯酚,氰化物,石油,氨氮。在综合废水中,CODcr通常为300〜5000 mg / L,氨氮为150〜400 mg / L。污水中的有机污染物包括苯酚,多环芳族化合物和含氮和硫的杂环化合物。是一种典型的难于降解有机化合物的工业废水。污水中易降解的有机物主要是酚类化合物和苯类化合物。吡咯,萘,呋喃和恶唑是可降解的有机物质;难降解的有机物有吡啶,咔唑,联苯,三联苯等。表1显示了来自不同气化过程的综合废水的基本差异,不同炉型和煤类型的数据也不同。

综合污水水质特点:

(1)有机质浓度低;

(2)不含苯环和杂环物质;

(3)氨氮浓度高;

 

(4)含油量低;

(5)毒性较小的抑制物质;

(6)低色度;

(7)可溶性固形物含量稍低;

(8)污水量较小。


低温气化工艺综合污水水质特征:

(1)有机质浓度高;

(2)含有苯环和难降解物质,具有一定的生物毒性的杂环物质,如单酚和多酚,这些物质在好氧环境中难于分解,需要在厌氧/兼性环境中进行开发 ;

(3)氨氮浓度高,处理困难;

(4)包含滑油,分散油,乳化油和溶解油。溶解油的主要成分是酚类芳香族化合物。乳化油需要通过气浮去除,可溶性酚类需要通过生化和吸附方法去除;

(5)污水中含有抑制毒性的物质,例如苯酚,多酚,氨氮等,需要对其进行驯化以提高微生物的抗毒性,并需要选择合适的工艺来提高系统的抗冲击性;

(6)色度高,含有部分具有显色基团的物质;

(7)可溶性固形物含量高,需要去除所有盐分;

(8)污水量较大。

 

气化炉在不同温度下的水质变化很大。低温气化废水包含多环芳族化合物和杂环化合物,例如苯,一元酚和多酚。有许多难降解的有机物质,有些物质具有一定的生物毒性。氨氮浓度高且含有有机氮,颜色高。污水中含有一部分具有显色基团的物质,具有较高的碱度和盐度。在实际操作中,设备和管道易于扩展和阻塞。低温气化炉中苯酚氨的回收工艺,萃取剂的选择和苯酚的预处理效果对后续废水处理有很大影响。另外,同一过程中,煤质不同,产生的污水也不同。长燃煤和褐煤在劣质煤气化过程中污水中的酚类成分复杂,污水处理困难。


三、煤化工废水处理的基本技术

通过对煤化工气化炉废水质量的分析,发现气化炉温度高,有机物被完全分解,有害气体排放量小,洗涤废水排放量小。 污水中有害物质的含量低,且易于处理。大。气化炉温度低,煤气化会产生更多的天然气水,其中含有焦油,轻油,苯酚,氨气等物质。这种煤气水处理和标准排放难以稳定运行,这是制约​​环境敏感地区煤化工发展的重要原因。通过分析和评价国内下水项目的利弊,分析难处理废水改造的症结,不断优化和改进煤化工废水的处理工艺,可以逐步得出以下合理的基本思路和途径。和实用的加工技术。煤化工废水处理技术主要是生化技术。生化法对废水中的苯酚和苯类具有良好的去除效果,但对喹啉,吲哚,吡啶,咔唑等难降解有机物的处理效果较差,这使得煤化工成为难以达到排水CODcr的排放标准。家用加压煤气化煤气水利用国内开发的苯酚回收,氨回收和废水处理技术。由于气化操作的温度相对较低,煤中的有机物并未完全分解。随后的问题是煤气。大量的水和复杂的成分。尽管已经采取了诸如气水分离,苯酚回收,氨回收和生化处理等措施,但是要达到废水排放标准仍然非常困难,并且在废水处理过程中仍然存在诸如酚类物质挥发的问题。在建工程废水处理量大且波动较大,其处理效果的稳定性有待进一步验证。目前,中国的主要预处理工艺路线主要以调节,脱脂,沉淀和气浮为主体,主要的生物处理工艺以去除CODcr,提高生物降解性和反硝化为目的,例如酸水解,预脱氮生物脱氮(A / O)工艺,SBR工艺等,采用三阶段处理工艺,包括凝结,过滤,臭氧,高效生物滤池(BAF),活性炭(焦炭)吸附及其结合,并将膜分离如超滤膜(UF),反渗透膜(RO)等与脱盐处理工艺相结合的技术。

 

污水回用处理过程尽管污水经过了预处理+二次生化处理+三级处理,但盐分尚未去除,一般不能满足工业对循环水系统的回用要求,需要进行脱盐处理。目前,中国已采用的脱盐工艺包括化学脱盐,膜分离技术和其他脱盐工艺。离子交换水处理技术已经相当成熟,适用于水中盐分较低的场合,但是该技术在树脂再生过程中会产生大量的酸碱废水。膜分离技术具有操作方便,设备紧凑,工作环境安全,节约能源和化学药品的优点。因此,反渗透膜方法被广泛用于污水回用系统中。随着防污膜产品的逐渐成熟,使用RO膜淡化技术是目前中水回用领域中使用最广泛的工程工艺。预处理设备的处理效果是影响膜处理效果的关键因素。气浮可用于去除水中可能包含的油和细小悬浮物。过滤器可用于进一步减少悬浮物含量。超滤可用于进一步去除水中的残留污染。材料,最大程度地减少了反渗透膜的污染负荷,并提高了设备​​的有效处理周期。当废水中有一定硬度时,为了减少后续的预处理设备并保护反渗透膜,有必要降低进水的硬度,可以使用石灰软化法。超滤和反渗透膜对油含量的要求非常低。当给水中的油含量高时,可以在超滤之前设置核桃壳过滤器,以建立进一步的安全措施以去除油。

 

基于以上所述,生化废水回用脱盐工艺可以选自石化软化+核桃壳滤池+气水反冲洗滤池+超滤+一级反渗透处理工艺。为了减小蒸发单元的规模,可以检查盐含量。当含盐量允许时,可以对第一阶段的RO浓缩盐水重新加压和脱盐以提高回收率。


为了实现工业废水的“零排放”,可以使用机械蒸汽压缩循环蒸发器将高浓度盐水进一步浓缩至约20%的盐含量。使用蒸发器的目的是减少废水量,产生高质量的蒸馏水,并将其再循环以使废水的浓度最大化。结晶器采用强制循环技术。浓缩的污水盐水通过结晶器或干燥器,使溶于污水中的各种盐结晶,成为固体废物。降膜式蒸发器是通过重力作用形成的膜,可以蒸发高粘度且加热时间短的料液。它适用于具有高热敏性,高浓度且难以结晶和结垢的材料。根据国内煤化工废水零排放的实际工程经验,无论是否安装了结晶装置,都必须在边界外设置蒸发池,以处理现场污水和事故污水。

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