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煤制气废水处理技术现状分析

目录

TOC\o1-3\h\u10238煤制气废水处理技术现状分析 1

110751预处理技术 1

150182生物处理部分 2

37113深度处理技术 4

1预处理技术

预处理可以有效分离和回收废水中的部分污染物，减轻后续生物处理负担的同时还能回收部分资源，降低成本。

由于煤制气废水中含有大量的酚和氨，有的还含有油类物质，溶剂萃取脱酚和高温蒸氨时使用最为广泛的预处理工艺，能够有效回酚和氨[15]，同时采用气浮除油。根据相关文献报道，经过相应的预处理后，废水的氨氮去除率能达到90%以上，同时pH也能从9降至7[16]。

1、酚氨回收预处理

酚氨回收是煤气化废水预处理的关键环节，脱酚方式有许多，但在实际工程中，以萃取脱酚为主，而脱酚的效果又极大的取决于萃取剂的选择。对于酚氨回收技术，国内外研究者对脱酚萃取时不同类型的萃取剂进行了探讨，主要包括二异丙基醚、醋酸丁酯以及N-503-煤油混剂，它们都各有特点，在工业上都有所应用，详见表1-1。

表1-1脱酚萃取剂对比[17-18]

萃取剂名称

优点

缺点

二异丙基醚

1、雨水的比重差大，极易与水分离，易于分层；

2、在萃取过程中需要更低的温度，从而更节能；

3、萃取剂再生后含酚量很低，且废水中含有的萃取剂很少，减少了溶剂的损耗；

4、价格较低，处理费用低。

1、沸点低，易挥发；

2、对单元酚萃取效果不佳。

醋酸丁酯

1、对于不挥发的酚也有着较好的选择性；

2、分配系数大；

3、处理流程简单，管理方便。

1、在水中溶解度较大，导致容积损耗大，药剂成本高；

2、国内仍处于实验阶段，应用不广泛。

N-503-煤油混剂

1、脱酚的效率能够达到95%之上；

2、溶剂沸点高，且在水中溶解度低；

3、产生的二次污染小，可以长时间使用无需再生；

4、安全性好，且价格便宜

1、处理流程较长，管理较为复杂；

2、分配系数较低。

除此之外，相关学者还对蒸氨脱酚工艺的处理顺序进行了总结，实际应用中较为成熟的主要为4种工艺，分别为：脱酸萃取脱酚后脱氨工艺、酸化后萃取脱酚在脱酸脱氮工艺、单塔脱酸脱氨再萃取脱酚工艺及双塔脱酸脱氨再萃取脱酚工艺[19-20]。

2、除油工艺

除油的方法较多，一般常用的有隔油法和气浮法，工业上多将二者联用。煤制气废水由于高的含油量，如果不经处理直接采用生物处理，将不能正常运行，自尚等人[21]实验显示，油类物质可以通过“溶气气浮+调节池+接触氧化+涡凹气浮”工艺完全去除，同时还有良好的COD去除效果。

2生物处理部分

尽管预处理能够有效的降低废水中本酚类、氨氮以及油类物质的浓度，但是经过预处理后的废水依然含有大量难降解的有机物，需要通过生化处理，进一步降低污染物浓度，净化水质。生物法由于其成本低，处理量大、效果好的优势而被广泛使用。煤化工废水处理中常用的生物法包括传统活性污泥、SBR、A/O、MBR以及厌氧生物法等。下面我们将对其进行详细介绍。

1、传统活性污泥法

早在上世纪，活性污泥法就已在煤化工废水处理中得到应用，其中CAS工艺对COD及酚类有显著去除效果。尽管这种方法建设成本低，但无法很好的处理成分复杂、水质波动大的废水，对其中的大部分难降解有机物也没法高效的去除，而且由于停留时间长，导致运行能耗增加，因此发展受到极大限制。

但后人研究发现粉末活性炭的加入可以显著提升处理效果，不仅能够更大程度有助于污染物去除，还能使生物多样性更加丰富。国内研究人员也对硅藻土进行性了研究，发现硅藻土可以提升污泥沉降性能，丰富微生物群落[22]

2、SBR法

序批式活性污泥法，简称SBR，是一种通过间歇曝气处理废水的活性污泥污水技术。其运行周期包括5个阶段，如图1-2示，该系统能够实现好缺氧、好氧两种状态，生物优势种属多样化，好氧条件下能够有效去除COD和酚类物质，缺氧条件则有利于硝化反应的进行，能在去除COD、酚类物质的同时又达到一定的氨氮去除效果，是处理煤制气废水的一种常用技术。

图1-2SBR反应器运行周期

谢康等[23]将SBR池用于河南某煤制气厂废水中试研究的生物段处理，该废水COD浓度5220mg/L，氨氮浓度225mg/L，挥发酚浓度452mg/L，当HRT为120h时，该工艺对COD、氨氮和挥发酚的去除率分别为94%、93%和99%，是整个系统污染物去除的主要环节。

3、A/O法

我国目前使用最多的煤制气废水处理技术为A/O和A2/O工艺。A/O工艺中缺氧池可以高效地完成反硝化过程，在好氧池去除有机物的同时利用硝化作用去除氨氮。A2/O工艺是在A/O的缺氧池前加入一个厌氧池，通过厌氧进行水解酸化，提高废水可生化性，但相对前者，A2/O的占地面积以及管理费用费用则要更高。下图为A/O工艺的主要流程图：