煤气化废水深度处理技术

煤气化废水深度处理技术

靳小茜

天津大唐国际盘山发电有限责任公司天津301907

摘要：煤气化废水属于焦化废水的一种，是在煤气生产和净化过程中产生的，废水排放量大，其中含有酚类、苯类及其衍生物等生物难降解大分子有机物，还有部分焦油及氰化物，CODCr和NH3-N的浓度很高。原有的煤气化废水深度处理方法主要有活性炭吸附法、混凝沉淀法、氧化处理法等，但是这些方法都存在一定的缺点，例如活性炭添加量大、运行费用高或沉渣量大等。本课题研究表明：经SBR（序批式活性污泥法）工艺处理后的煤气化废水经过褐煤活性焦吸附，后续再经过曝气生物滤池处理，不仅使废水达到了排放标准，而且大大降低了用焦量，用来深度处理煤气化废水是经济可行的。

关键词：SBR；褐煤活性焦；曝气生物滤池；COD；吸附

一、煤气化废水的处理方法及研究成果

对煤气化废水的处理，单纯依靠物理、物理化学或化学的方法进行处理，难以达到排放标准，往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。因此煤气化废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。

2.2.1煤气化废水的处理技术

煤气化废水处理通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分与传统的城市污水处理在概念上有所不同，这里所谓的一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。

一级处理包括沉淀、过滤、萃取、汽提等单元，以除去部分的灰渣、油类等。一级处理中主要重视有价物质的回收，如用溶剂萃取、汽提、吸附和离子交换等脱酚并进行回收。这不仅避免了资源的流失和浪费，而且对废水处理有利。煤气化废水通常萃取脱酚和蒸汽提α氨后，废水中挥发酚和挥发氨分别能去除到99%和98%以上，COD也可相应去除90%左右。

二级处理主要是生化法，一般经二级处理后，废水可接近排放标准，生化法主要有活性污泥法和生物过滤法等。

2.2.1.1煤气化废水的一级处理

煤气化废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收，常用方法有溶剂萃取脱酚、蒸氨等。

1、酚的回收

（2）吸附脱酚。吸附脱酚是采用一种液固吸附与解吸相结合的脱酚方法，将废水与吸附剂两者接触，发生吸附作用而达到脱酚的目的，但采用吸附法（如活性炭吸附）回收酚存在一些困难，因为有色物质的吸附是不可逆的，假如用活性炭吸附有色物质后，很难再将有色物质洗脱下来，从而影响活性炭的使用寿命。随着廉价、高效、来源广的吸附剂的开发，吸附脱酚法是一种很有前途的脱酚方法。

（3）萃取脱酚。萃取脱酚是一种液-液接触萃取、分离与反萃再生结合的方法。该法脱酚效率高，可达95%以上，而且运行稳定，易于操作，运行费用也较低在我国焦化行业废水处理中应用最广。

2、氨的回收

目前对氨的回收主要采用水蒸气汽提-蒸氨的方法。污水经汽提后，析出可溶性气体，再通过吸收器，氨被磷酸氨所吸收，从而使氨与其他气体分离，再将此富氨溶液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。

2.2.1.2煤气化废水的二级处理

煤气化废水在进行初处理前根据不同的水质特点设置调节池以调节水质水量，设置隔油池或气浮池进行除油，经以上的预处理后可采用下面的方法进一步进行处理。

1、活性污泥法

活性污泥法是采用人工曝气的手段，使得活性污泥均匀的分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行合成和分解的代谢活动。在活动过程中，有机物质被微生物所利用，得以降解、去除。同时，亦不断合成新的微生物去补充、维持反应器中所需要的工作主体——微生物（活性污泥），与从反应器中排除的那部分剩余污泥保持平衡。

2、生物铁法

生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。工艺流程包括废水的预处理、废水的生化处理和废水的物化处理三部分。预处理包括重力除油、均调、气浮除油；生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀；物化处理工艺流程包括旋流反应、混凝沉淀和过滤等工序。

在生物与铁的共同作用下能够强化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，达到提高处理效果、改善出水水质的目的。生物铁法的生产运行工艺条件包括：营养素的需求、适量的溶解氧、温度和pH值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

2.2.2煤气化废水的深度处理技术

现阶段针对煤气化废水的深度处理技术主要有活性炭吸附法、氧化处理法和混凝沉淀法三大类。

1、活性炭吸附法

煤气化废水经以上步骤处理后COD的去除效果并不是很理想，出水浓度较大，很难达标排放，为使废水达标排放，可使用活性炭降低废水中COD的浓度。

废水处理中活性炭吸附的主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除萎剂、DDT等。当用活性炭吸附处理时，不但能够吸附这些难分解有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭。因此吸附法在废水的深度处理中得到了广泛的应用。

2、氧化处理法

臭氧的氧化性强，对除臭、杀菌、去除有机物和无机物都有显著效果。臭氧氧化是瞬时反应，无永久性残留，经处理后剩余废水中的臭氧易分解，一般不产生二次污染，且能增加水中的溶解氧。VanLeeuwen等通过实验指出，臭氧对氰化物、硫氰酸盐的去除率可达95%以上，且在处理活性污泥出水时，脱色效果比活性炭要好。煤气化废水中含有较多氰化物和难降解有机物，因此通过臭氧对其废水进行深度处理，可在一定程度上去除这些物质。

3、混凝沉淀法

混凝法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体,中和废水中某些物质表面所带的电荷,使这些带电物质发生凝集。混凝能使生化处理后的废水进一步除油和脱色，脱除氰化物和降低色度。焦化废水的深度处理采用絮凝沉淀法的厂家较多，选用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铁，但该方法的氨氮去除率只达到40-80%。上海某焦化厂焦化废水经生物脱氮和混凝处理后，色度、COD氨氮依然不能满足标准。

目前，我国气化废水的深度处理多采用絮凝法和吸附法，这两种方法操作简单，管理方便，运行成本相对较低，但处理设施占地面积大，污染物只是从水中转移到污泥中，没有得到无害化降解，并产生污泥处理问题。所以研究一种新的处理方法，可使气化废水中有机物分解为无机物，降解彻底，是今后气化废水深度处理的发展方向。

参考文献

[1]方振炜，李光明，赵建夫．催化湿式氧化法处理焦化废水的分析[J]．工业水处理，2003，23（1）：12-15．

[2]魏海涛等．活性污泥法处理生活污水、废水综述[J]．河北电力技术，2005，24（4）：36-38．