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煤气化废水处理工艺的现状及发展方向
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2021-06-27 21:49:29 浏览次数:
作者:赵乐(内蒙古荣信化工有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 014300)

1 引言

现阶段,我国的化石能源结构的现状多为煤多油少。而煤炭作为一种不可再生的矿产资源,是我国主要的矿产能源,虽然其对于我国能源结构的总体影响较大,但在具体应用中却存在着较大的弊端,突出表现为会造成严重的污染。为此,我国就要高度重视煤气化的发展,不断加大对煤气化废水处理工艺的研究力度,以此来明显改善我国能源结构现状,构建一个环境友好型与建设资源节约型的社会。

2 煤气化废水处理工艺的现状

在社会经济发展的新时期,我国的煤化气产业也得到了进一步的发展。其中,发展较快的就是煤化气技术,特别是煤化气废水处理工艺这一方面,其工艺水平明显有大幅度的提升。但不可忽略的是,虽然我国煤化气废水处理工艺在当前社会生产中得到了有效的应用,但仍旧存在着一定的问题,具体突出表现为如下 2 个方面。

2.1 生化处理方法

目前,在对煤化气废水进行生化处理的过程中,较为常用的 2 种废水工艺分别为序批式活性污泥法 (SBR) 与厌氧-缺氧-好氧组合工艺法艺(A-A/0)[1]。该种废水处理工艺不仅可以减少废水中的各项污染物指标,减轻污水处理后续工艺所承担的负荷,同时也能够起到显著的深化处理效果。但在具体实践中,由于我国大部分的煤气化废水处理系统,均在设计环节当中就确定要选择生化处理这种工艺,这就会导致该工艺在具体应用中,在多个流程的工艺选择方面都缺乏一个良好的适应过程。另外,通过生化处理,煤气化废水中的氨氮以及大多数有机物均可以被有效的去除,但在废水中,仍旧会残留一些悬浮物,或者是存在一些降解难度较大的有机物。在这种情况下,就需要在生化处理的基础上,借助其他更为有效的处理方法来对废水实施深度处理,进而确保废水经过处理后,可以达到我国相关的排放标准与回收要求。

2.2 物化处理方法

在当前背景下,煤气化废水的物化处理方法呈现出多样化的趋势与特点,主要包括化学氧化法、膜分离法与萃取法[2]。其中,萃取法可以高效回收存在于煤气废水中的各种高浓度【作者简介】赵乐(1982-),男,山东济南人,从事煤气化研究。的酚类物质;化学氧化法可以针对浓度较高的含酚煤气化废水实施有效的处理,并且也是处理高浓度含酚煤气化废水的一种常见方法。该种处理方法主要是借助氧化后所剩余的活性污泥,对煤气化废水中的酚与 COD 实施吸附处理。据有关数据显示,采用化学氧化法对煤气化废水中的酚与 COD 实施吸附处理,其去除有效率分别可以达到 99%及 97%以上,吸附效果十分显著。例如,德士古煤气化技术就属于一种相对成熟的煤气化技术,其在设备的国产化以及配套耐火材料的制造方面,均具有十分突出的优势。与其他煤气化废水处理方法相比,物化处理存在的主要不足就是其水煤浆中的含水量可以达到 40%。针对这种情况,就要选择三级闪蒸处理方法来对煤气化废水进行更加有效的处理。通过闪蒸后,黑水的含固量会明显提高,将其送至沉降槽澄清之后,就可以进行循环利用[3]。而膜分离法主要是利用不同粒子的大小存在差异这一特点,将煤气化废水中的含盐物质以及颗粒较大的物质及细菌有效地去除掉[4]。与此同时,该种废水处理方法还可以让废水的脱盐率高达 97%以上。另外,在对煤气化废水实施水处理的过程中,虽然物化处理法的效果更为显著,但在具体处理的过程中,其处理重点仍旧放在氮与二氧化碳这两大方面,这就会在一定程度上导致铵盐结晶的情况频频发生,严重的情况下,还会导致废水处理工艺设备结垢,甚至是发生堵塞的现象,并且会严重影响到设备的实际运行效率与运行的稳定性。

3 煤气化废水处理工艺的发展方向

3.1 加大物化处理与生化处理耦合的研究力度

在对煤气化废水进行水处理的过程中,处理的难点与重点主要是浓度较高的氨氮与酚。现阶段,虽然煤气化废水处理技术已经在我国范围内正式投入使用,并且取得了良好的使用效果,但在出水效果预运行成本等多个方面仍旧存在着一定的问题未得到有效的解决。根据我国当前煤气化废水处理的总体情况来看,我国在煤气化废水处理技术方面的研究已经多数停留在了小型试验阶段,且大多数专家或者是学者在对煤气化废水处理工艺进行应用研究的过程中,多数情况下是针对单一的技术开展应用研究,这就导致我国现阶段在生化处理与物化处理的耦合工艺方面的研究少之又少。除此之外,在煤气化废水处理工艺研究的投入成本方面,我国煤气化废水处理技术在出水效果与实际投入成本并不相符,特别是在研究规模上,也仍旧停留在小型的研究实验阶段,再加上在煤气化废水处理工艺研究中的单一性,这就会进一步减少物化处理与生化处理之间的耦合研究。为此,在煤气化废水处理工艺未来的研究方面,要加强对物化处理与生化处理这 2 种工艺的耦合研究,通过二者的互补来有效解决煤气化废水处理工艺中所存在的不足。

3.2 推进煤气化废水的深度处理,实现煤化气废水零排放

近年来,随着市场经济的迅猛发展,我国的自然生态环境也遭到了较为严重的破坏与污染,这就导致煤气化企业在具体发展的过程中,也面临着较为严峻的能源问题与环境问题。在这一背景下,实现煤气化废水处理的零排放,是煤气化废水处理工艺在未来发展过程中的主要方向之一。目前,我国大部分煤气化企业,在实际生产与发展的过程中,均对煤气化废水产生的过程实施了预处理、深化处理与生化处理,并且在这 3 个方面得到了一定的技术性突破。例如,在对煤气化废水实施深度处理的过程中,选择物化技术与生化技术联合处理废水的这种方法,可以在生化阶段,明显降低废水中 COD 与氨氮的处理难度[5]。另外,要通过对煤气化废水处理技术的优化,来对脱酚及蒸氨实施更加科学高效的处理。在一般情况下,脱氨多在生化阶段即可完成。这主要是因为短程硝化作用与同步的硝化反硝化作用,均可以明显提高氨氮的处理效果,提高总氨的处理效率,因此就可以在最大程度上减少对于氧气、煤炭以及碱度的实际消耗量。除此之外,我国在对煤气化废水处理深度这一方面进行研究时,在大多数情况下均会将高级的膜分离技术与氧化技术当作废水深度处理的重点研究内容。其中,高级氧化技术大多应用于存在较多降解难度较大的有机物废水处理的过程当中,而双模工艺产水则可以充分满足煤气化企业针对循环冷却水的水质要求。

4 结语

综上所述,要想建设资源节约型与环境友好型社会,实现水资源与环境的协调发展,煤气化企业在未来发展的过程中,不仅要充分了解我国新出台的氨氮及氮氧化物的排放指标,同时也要高度重视煤气化的废气处理工作,并且要在此基础上进一步加大对煤气化废水处理工艺的研究,以此来有效提高煤气化废水处理的高效性,减少废水对生态环境所造成的污染与破坏。