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煤化工企業(yè)廢水處理技術(shù)分析研究論文
摘要:煤化工是以煤為原料經(jīng)過(guò)化學(xué)加工，實(shí)現煤的轉化并進(jìn)行綜合利用的工業(yè)，煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)復雜，難降解有機物濃度高而且毒性大。水污染問(wèn)題是制約煤化工企業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題之一。本文針對煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水的來(lái)源、特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并重點(diǎn)分析討論了煤化工廢水的預處理及深度處理技術(shù)，希望對煤化工廢水處理技術(shù)的發(fā)展具有一定的借鑒和參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:煤化工;企業(yè)廢水;處理技術(shù);研究進(jìn)展
煤炭資源是我國重要的能源之一，而且我國煤炭資源的儲量居世界前列。隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，煤資源的消費結構和方式也發(fā)生了較大的變化，但是還存在煤炭利用效率不高的現象，加劇了環(huán)境污染的現象。煤化工技術(shù)是指以原煤為原料，采用化學(xué)等方法等技術(shù)措施，使煤炭轉化為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的產(chǎn)品的過(guò)程［1］。煤化工所涉及的產(chǎn)品眾多，提升了煤炭的利用效率，是推動(dòng)煤炭能源高效利用的重要途徑。但是，煤化工企業(yè)的發(fā)展，卻帶來(lái)了水污染的問(wèn)題，煤化工企業(yè)用水量大，產(chǎn)生的廢水成分復雜，而且毒性大，若不進(jìn)行有效的處理，對周?chē)h(huán)境將造成嚴重的損害，此外，還會(huì )造成水資源的浪費，在一些缺水地區，既不經(jīng)濟也不合理。因此，研究和開(kāi)發(fā)科學(xué)高效的煤化工廢水處理技術(shù)，不僅能夠促進(jìn)煤化工行業(yè)的發(fā)展，減少環(huán)境的污染，而且能夠最大限度的利用水資源。
1煤化工企業(yè)廢水的特點(diǎn)
煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水水量大、成分復雜，按來(lái)源可分為焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。焦化廢水是在煤焦化的過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，主要產(chǎn)生于煉焦用水、煤氣凈化、產(chǎn)物提煉等過(guò)程中［2］。該類(lèi)廢水的特點(diǎn)是，水量大、COD和氨氮濃度高，而且廢水中含有長(cháng)鏈、雜環(huán)化合物，此外還有苯、酮、萘等一些多環(huán)化合物，該類(lèi)物質(zhì)難以生物降解，而且具有致畸、致癌特性。氣化廢水是煤氣化過(guò)程中獲得天然氣或者煤氣過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，主要含有洗滌污水、冷凝廢水和蒸餾廢水等。該類(lèi)廢水的主要特點(diǎn)是COD、氨氮、酚類(lèi)、油類(lèi)等污染物濃度高，此外，廢水中的一些物質(zhì)對微生物的生長(cháng)具有毒害和抑制作用。液化廢水時(shí)在煤進(jìn)行液化生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，該類(lèi)廢水的特點(diǎn)是污染物含量高，無(wú)機鹽含量低。
2煤化工企業(yè)廢水的處理技術(shù)
2．1預處理技術(shù)
煤化工產(chǎn)生的廢水中酚和氨的含量較高，此外還有油類(lèi)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)預處理，這些物質(zhì)可被回收利用，而且還能降低對后續處理工藝的污染負荷，使污水處理系統更為穩定。
2．1．1脫酚
煤化工廢水中所含有的酚，可利用具有高比表面積的吸附材料進(jìn)行脫酚處理，當吸附材料吸附飽和后，在利用有機溶劑或蒸汽對吸附劑進(jìn)行解脫再生［3］。常用的吸附材料有改性的膨潤土、活性炭以及大孔的吸附樹(shù)脂。天然的膨潤土在其表面具有親水性的硅氧結構，對水中有機物的吸附性差。因此，在利用膨潤土作為吸附劑時(shí)通常對其進(jìn)行改性在加以利用。有研究者對天然的膨潤土和經(jīng)過(guò)改性的有機膨潤土的脫酚性能進(jìn)行了研究，結果表明改性后的膨潤土吸附活化能更大，達到平衡的時(shí)間較小，吸附酚的量更大�；钚蕴恳彩浅Ｓ玫奈絼┲�，活性炭的具有高比表面積、表面的孔結構發(fā)達，而且價(jià)格相對低廉。因此，在煤化工廢水脫酚處理中常用活性炭為吸附劑。有研究者利用活性炭吸附濃度為60mg/L的苯酚，在溫度為30℃，pH值為6．0的條件下，苯酚去除率為86%。還有研究者采用活性炭纖維來(lái)作為煤化工廢水脫酚的吸附材料，該材料具有吸附和解吸速度快，再生條件好的優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)高分子材料技術(shù)的發(fā)展，新型的吸附材料展現出了更為優(yōu)越的吸附性能，例如大孔吸附樹(shù)脂的應用，大孔吸附樹(shù)脂與吸附物質(zhì)之間靠范德華力來(lái)吸附，其表面還有巨大的比表面積，相比活性炭等吸附材料，它具有空分布窄，容易解脫等優(yōu)點(diǎn)。
2．1．2除油
煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有一定的油類(lèi)，油類(lèi)物質(zhì)將會(huì )黏附在菌膠團的表面，進(jìn)而阻礙了可溶性有機物進(jìn)入到微生物的細胞壁，從而影響了生物處理工藝的效果，因此在進(jìn)入生化處理單元前應對煤化工廢水進(jìn)行出油，以提高后續的處理效果。通常情況下，生化處理廢水要求進(jìn)水中含油量需小于50mg/L。在煤化工廢水的油類(lèi)物質(zhì)通常采用隔油池和氣浮法來(lái)進(jìn)行控制［4］。
2．1．3蒸氨
煤化工廢水氨氮的濃度很高，主要來(lái)源于煤制氣反應中高溫裂解和煤制氣反應剩余的氨水。高濃度的氨氮，在進(jìn)行生化處理過(guò)程中會(huì )抑制硝化細菌的活性，進(jìn)而導致生活處理工藝處理效果不佳，不能保證出水氨氮達標。目前脫氨的過(guò)程主要采用水蒸氣汽提法，將煤化工產(chǎn)生的廢水中通入大量的高溫蒸汽，使其充分的接觸，以此將廢水中的氨氮進(jìn)行吹脫，這樣可以有效的降低廢水中氨氮濃度。吹脫出的氨氮在經(jīng)過(guò)分離、蒸餾等步驟進(jìn)行回收再利用。
2．2深度處理技術(shù)
煤化工廢水中污染物濃度極高，成分復雜，而且難以降解。煤化工廢水經(jīng)過(guò)預處理后COD、氨氮等污染物的濃度得到了一定程度的降解，而難降解有機物在生化處理過(guò)程中幾乎沒(méi)有被降解，因此經(jīng)過(guò)生化出后還需對其進(jìn)行深度處理，進(jìn)而滿(mǎn)足出水的排放標準。目前在煤化工廢水處理中應用最多的深度處理技術(shù)是高級氧化技術(shù)，主要有臭氧氧化技術(shù)、非均相催化臭氧氧化技術(shù)、超臨界水氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)等［5］。
2．2．1臭氧氧化技術(shù)
臭氧是一種強化劑，其氧化過(guò)程有兩種途徑，一種是直接通過(guò)分子臭氧氧化，另一種是間接的通過(guò)臭氧分解并生成羥基自由基來(lái)進(jìn)行氧化［6］。臭氧氧化技術(shù)可以降低煤化工廢水中的COD，同時(shí)還能夠降低水中的色度和濁度，同時(shí)在該過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染。有研究表明，在內循環(huán)的反應器中，利用臭氧對煤化工廢水進(jìn)行深度處理，COD的去除率可到40%～50%，其中對酚類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)有機物效果最好。隨著(zhù)對臭氧氧化技術(shù)的深入研究發(fā)現，臭氧在單獨使用過(guò)程中，有機物和臭氧反應后通常會(huì )生成醛和羧酸，而這兩種物質(zhì)不能再和臭氧繼續反應，進(jìn)而限制了臭氧的礦化作用，降低了臭氧的處理效果。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與臭氧聯(lián)用來(lái)進(jìn)行廢水的處理，結果表明臭氧的氧化能力比單獨使用時(shí)提高了10倍以上，極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術(shù)
非均相催化臭氧氧化技術(shù)是建立在臭氧氧化的基礎之上的一類(lèi)新型的高級氧化技術(shù)，是臭氧在特定的催化劑作用下產(chǎn)生高效的羥基自由基對有機物進(jìn)行氧化分解，主要使用的催化劑有金屬氧化物、金屬改性的沸石、活性炭等［7］。目前研究最多的是金屬氧化物，例如Al2O3、TiO2等。此外，影響其氧化效果的因素還有pH值和溫度。pH值主要是影響OH的產(chǎn)生，pH值升高有助于提高OH的產(chǎn)生，進(jìn)而提高氧化能力。在催化氧化過(guò)程中，催化劑不僅起到催化的作用，而且還具有吸附作用，pH值的變化將影響金屬氧化表面的電荷的轉移，進(jìn)而影響了對有機物的吸附能力。
2．2．3超臨界水氧化技術(shù)
超臨界水氧化技術(shù)是利用水在超臨界狀態(tài)下，具有非極性有機溶劑的性質(zhì)，進(jìn)而對有機物進(jìn)行氧化分解的技術(shù)。該技術(shù)具有反應效率高，處理徹底。反應器結構簡(jiǎn)單等優(yōu)勢，但是由于超臨界狀態(tài)的水具有嚴重的腐蝕性，無(wú)機鹽在反應過(guò)程中會(huì )結晶析出，進(jìn)而導致設備和管道堵塞等問(wèn)題，最終提高了超臨界廢水的處理成本，影響了工業(yè)化應用的進(jìn)程。
2．2．4光催化氧化技術(shù)
光催化氧化技術(shù)是利用半導體材料，在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進(jìn)行激發(fā)，進(jìn)而產(chǎn)生具有強化性能的羥基自由基，然后利用羥基自由基對有機物進(jìn)行氧化分解。TiO2是應用最多的光催化劑，有研究者利用光催化技術(shù)處理模擬的苯酚廢水，結果表明，TiO2的投加量為2g/L、pH值為3，光照2．5h的條件下，苯酚的去除效果最佳，可達到96%。TiO2光催化技術(shù)對難降解有機物的處理效果十分顯著(zhù)，但是現階段還未能應用于煤化工廢水的處理中，原因在于該催化劑不能充分的利用太陽(yáng)能，反應器設計難以符合實(shí)際的應用。相信隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，這些問(wèn)題終將會(huì )被解決，給煤化工廢水處理技術(shù)帶來(lái)新的突破。
3結語(yǔ)
煤化工技術(shù)給煤炭資源的利用帶來(lái)了新的發(fā)展方向，提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水又給我們提出了一個(gè)新的難題，由于其水量大，污染物濃度高，而且成分復雜，毒性大，單一的處理技術(shù)根本不能滿(mǎn)足要求。建議企業(yè)和研究機構在結合實(shí)際工程的前提下，加大對煤化工廢水處理技術(shù)的研究，努力及早實(shí)現處理效率高、環(huán)境友好的廢水處理技術(shù)，以帶動(dòng)煤化工行業(yè)向著(zhù)更高的方向發(fā)展。
作者:巨潤科 單位:佛山市新泰隆環(huán)保設備制造有限公司
參考文獻:
�。�1］王香蓮，湛含輝，劉浩．煤化工廢水處理現狀及發(fā)展方向［J］．現代化工，2014，34(3):1－4．
�。�2］孫貴軍．煤化工廢水的來(lái)源及處理方案［J］．資源節約與環(huán)保，2013，18(6):119．
�。�3］章莉娟，馮建中，楊楚芬，等．煤氣化廢水萃取脫酚工藝研究［J］．環(huán)境化學(xué)2006，25(4):488－490．
�。�4］王京．淺析煤化工廢水處理工藝［J］．廣西輕工業(yè)，2009，11(3):99－100．
�。�5］游建軍，熊珊，賀前鋒．煤化工廢水處理技術(shù)研究及應用分析［J］．科技信息，2013(2):365－370．
�。�6］張志偉．臭氧氧化深度處理煤化工廢水的應用研究［D］．哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013．
�。�7］于海，孫繼濤，唐峰．新型煤化工廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］．工業(yè)用水與廢水，2014，45(3):1－5．
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