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煤化工廢水的基本特點及處理方法

發布時間:2012-2-15 14:01:45  中國污水處理工程網

煤化工企業排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質。綜合廢水中CODcr一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l,廢水所含有機污染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等,是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。廢水中的易降解有機物主要是酚類化合物和苯類化合物;砒咯、萘、呋喃、瞇唑類屬于可降解類有機物;難降解的有機物主要有砒啶、咔唑、聯苯、三聯苯等。

目前國內處理煤化工廢水的技術主要采用生化法,生化法對廢水中的苯酚類及苯類物質有較好的去除作用,但對喹啉類、吲哚類、吡啶類、咔唑類等一些難降解有機物處理效果較差,使得煤化工行業外排水CODcr難以達到一級標準。

同時煤化工廢水經生化處理后又存在色度和濁度很高的特點(因含各種生色團和助色團的有機物,如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羥基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。

因此,要將此類煤氣化廢水處理后達到回用或排放標準,主要進一步降低CODcr、氨氮、色度和濁度等指標。

煤化工廢水的處理方法

煤化工廢水治理工藝路線基本遵行“物化預處理+A/O生化處理+物化深度處理”,以下做簡單介紹。

1、物化預處理

預處理常用的方法:隔油、氣浮等。

過多的油類會影響后續生化處理的效果,氣浮法煤化工廢水預處理的作用是除去其中的油類并回收再利用,此外還起到預曝氣的作用。

2、生化處理

對于預處理后的煤化工廢水,國內外一般采用缺氧、好氧生物法處理(A/O工藝),但由于煤化工廢水中的多環和雜環類化合物,好氧生物法處理后出水中的COD指標難以穩定達標。

為了解決上述問題,近年來出現了一些新的處理方法,如PACT法、載體流動床生物膜法(CBR)、厭氧生物法,厭氧-好氧生物法等:

1)、改進的好氧生物法

(1)PACT法  PACT法是在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末,利用活性炭粉末對有機物和溶解氧的吸附作用,為微生物的生長提供食物,從而加速對有機物的氧化分解能力。活性炭用濕空氣氧化法再生。

(2)載體流動床生物膜法(CBR)  CBR實際上是一種基于特殊結構填料的生物流化床技術,該技術在同一個生物處理單元中將生物膜法與活性污泥法有機結合,通過在活性污泥池中投加特殊載體填料使微生物附著生長于懸浮填料表面,形成一定厚度的微生物膜層。附著生長的微生物可以達到很高的生物量,因此反應池內生物濃度是懸浮生長活性污泥工藝的2-4倍,可達8-12g/L,降解效率也因此成倍提高。

獨特設計的填料在鼓風曝氣的擾動下在反應池中隨水流浮動,帶動附著生長的生物菌群與水體中的污染物和氧氣充分接觸,污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜內,被微生物降解,整體系統的降解效率高。

由于微生物為附著生長方式(不同于活性污泥的懸浮生長),流動床載體表面的微生物具有很長的污泥齡(20-40天),非常有利于生長緩慢的硝化菌等自養型微生物的繁殖,填料表面有大量的硝化菌繁殖,因此系統具有很強的硝化去除氨氮能力。

同時附著生長方式利于其它特殊菌群的自然選擇,而這些特殊菌群可有效的降解煤氣化廢水中的特征污染物,特別是一些難降解的污染物,從而獲得更低的出水COD濃度。

CBR技術可應用于高濃度煤化工廢水的處理,也可應用于后續的深度處理回用單元。

2)、厭氧生物法

 一種被稱為上流式厭氧污泥床(UASB)的技術用于處理煤化工廢水。該法所用的反應器是由荷蘭的G.Lettinga等于1977年開發成功的,廢水自下而上通過底部帶有污泥層的反應器,大部分的有機物在此被微生物轉化為CH4和CO2在反應器的上部。設有三相分離器,完成氣、液、固三相的分離。

另外,活性炭厭氧膨脹床技術也被用于處理煤化工廢水,該技術可有效地去除廢水中的酚類和雜環類化合物。具體參見http://www.backsn.live更多相關技術文檔。

3)、厭氧-好氧聯合生物法

單獨采用好氧或厭氧技術處理煤化工廢水并不能夠達到令人滿意的效果,厭氧和好氧的聯合生物處理法逐漸受到研究者的重視。

煤化工廢水經過厭氧酸化處理后,廢水中有機物的生物降解性能顯著提高,使后續的好氧生物處理CODcr的去除率達90%以上。其中較難降解的有機物萘、喹啉和吡啶的去除率分別為67%,55%和70%, 而一般的好氧處理這些有機物的去除率不到20%。

采用厭氧固定膜-好氧生物法處理煤化工廢水,也得到了比較滿意的效果。

3、深度處理

煤化工廢水經生化處理后,出水的CODcr、氨氮等濃度雖有極大的下降,但由于難降解有機物的存在使得出水的COD、色度等指標仍未達到排放標準。因此,生化處理后的出水仍需進一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術。

1)、混凝沉淀

沉淀法是利用水中懸浮物的可沉降性能,在重力作用下下沉,以達到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機物,以降低后續生物處理的有機負荷。

在生產中通常加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等來強化沉淀效果,此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類和用量等。

2)、固定化生物技術

固定化生物技術是近年來發展起來的新技術,可選擇性地固定優勢菌種,有針對性地處理含有難降解有機毒物的廢水。

經過馴化的優勢菌種對喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2-5倍,而且優勢菌種的降解效率較高,經其處理8h可將喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。

3)、高級氧化技術

由于煤化工廢水中的有機物復雜多樣,其中酚類、多環芳烴、含氮有機物等難降解的有機物占多數,這些難降解有機物的存在嚴重影響了后續生化處理的效果。

高級氧化技術是在廢水中產生大量的HO.自由基HO.自由基能夠無選擇性地將廢水中的有機污染物降解為二氧化碳和水。高級氧化技術可以分為均相催化氧化法、光催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他催化氧化法。

催化氧化法可以應用在煤化工廢水處理工藝的前段,去除部分COD和增強廢水的可生化性,但存在消耗量大,運行不經濟的問題,因此該技術在后續的深度處理單元中應用可以獲得更好的經濟性和降解效果。

4)、吸附法

由于固體表面有吸附水中溶質及膠質的能力,當廢水通過比表面積很大的固體顆粒時,水中的污染物被吸附到固體顆粒(吸附劑)上,從而去除污染物質。該方法可取得較好的效果,但存在吸附劑用量大,費用高產生二次污染等問題,一般適合小規模污水處理應用。

4、煤化工廢水處理的難點:

近年來,不斷有新的方法和技術用于處理煤化工廢水,但各有利弊。

單純的生物氧化法出水中含有一定量的難降解有機物,COD值偏高,不能完全達到排放標準。

吸附法雖能較好地除去CODcr,但存在吸附劑的再生和二次污染的問題。

催化氧化法雖能降解難以生物降解的有機物,但實際的工業應用中存在運行費用高等問題。

厭氧-好氧聯合處理煤化工廢水可以獲得理想的處理效果,運行管理和成本相對較低,該工藝是煤化工廢水的主要選用工藝。

但當在來水濃度較高和含有較多難降解有機物時出水難以穩定達標,需要與催化氧化和混凝沉淀等工藝配合使用。

利用多種方法聯合處理煤化工廢水是煤化工廢水處理技術的發展方向。(谷騰水網)

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