煤化工廢水處理關(guān)鍵問題解析及技術(shù)發(fā)展趨勢

煤化工廢水處理關(guān)鍵問題解析及技術(shù)發(fā)展趨勢摘要:介紹了煤化工廢水的水質(zhì)特點，其治理難點體現(xiàn)在:水質(zhì)簡單，難降解有機物濃度高并且毒性大。從煤化工廢水處理技術(shù)的物化處理、生化處理和深度處理方面闡述了目前國內(nèi)外煤化工廢水處理的工藝，并著重分析了A/O法、SBR法、生物膜法、物理吸附法、高級氧化法以及膜分別方法在工程運用中所存在的問題，展望了煤化工廢水處理技術(shù)將來的進展方向，表明白物化和生化處理技術(shù)的優(yōu)化組合是該類廢水處理的必定趨勢。指出了煤化工廢水處理關(guān)鍵技術(shù)為泡沫的消退，多元酚的降解，酚類物質(zhì)的毒性掌握以及酚類物質(zhì)降解的微生物培育，為煤制氣產(chǎn)業(yè)進展中廢水處理供應(yīng)了好的借鑒與參考。關(guān)鍵詞:煤化工廢水;泡沫;多元酚;毒性;微生物特性據(jù)調(diào)查，“十一五”期間國家批準(zhǔn)的十幾家煤化工項目廢水達到國家要求“零排放”的企業(yè)未見報道，煤化工廢水處理穩(wěn)定運行達標(biāo)的企業(yè)也是為數(shù)不多。主要緣由在于煤化工進展年限不長，煤化工廢水的水質(zhì)隨著氣化爐工藝不同和煤質(zhì)不同而變化，以及煤化工廢水中污染物降解機理討論的不夠深化，帶來了目前國內(nèi)的煤化工廢水處理工藝五花八門，生活污水處理工藝、常規(guī)工業(yè)廢水處理工藝都在煤化工廢水處理中應(yīng)用過。這就使得煤化工企業(yè)難以選擇廢水處理工藝，建成的煤化工廢水處理工程運行效果不穩(wěn)定，存在難以達標(biāo)等現(xiàn)象。目前，國內(nèi)為數(shù)較多的煤化工企業(yè)由于廢水處理工程運行不穩(wěn)定，無法達到零排放和達標(biāo)排放，使得建成的煤化工企業(yè)正常生產(chǎn)無法運行。因此，煤化工廢水的“零排放”問題已經(jīng)成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)正常運轉(zhuǎn)的難點?！笆濉逼陂g，我國將投資40000億元致力于煤化工企業(yè)的建設(shè)和進展，但是煤化工企業(yè)的廢水處理以及零排放將成為制約煤化工行業(yè)進展的瓶頸。1煤化工廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀近年來，國內(nèi)外討論者不斷提出新的方法和技術(shù)用于處理煤化工廢水，但各有利弊。①一般活性污泥工藝難以承受如此高濃度的難降解物質(zhì)，即使在短時間內(nèi)取得較高的COD去除率，但出水中難降解有機物含量依舊較高、脫氮效率很低[1]。②A/O工藝能夠較好地去除氨氮，但出水COD濃度仍難以滿意排放標(biāo)準(zhǔn)[2]。③SBR工藝能夠較好地抗沖擊性負(fù)荷，但是反抗酚毒性的耐受性較差，污泥簡單流失[3]。④生物膜法能夠較好地保持污泥量，但COD去除效率低，負(fù)荷低，難以處理大流量煤化工廢水[4]。⑤物理吸附工藝雖能有效地降低出水COD，但存在吸附劑再生和二次污染等問題[5]。⑥高級氧化工藝能夠快速氧化分解難降解有機物并提高廢水可生化性，但實際應(yīng)用中運行費用過高，無法形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模[6]。⑦膜分別技術(shù)能夠較好地將各種污染物從廢水中分別出來，使得出水水質(zhì)較好，但也存在嚴(yán)峻的膜污染和使用壽命等問題[7]。生物+物化組合處理技術(shù)是煤化工廢水處理技術(shù)的必定進展趨勢，當(dāng)煤化工廢水中難降解污染物或有機氮含量較高時，單純生物處理工藝將難以穩(wěn)定達標(biāo)，采納物化處理工藝能夠削減廢水中難降解有機物的含量和改善廢水可生化性，減輕生物工藝的處理負(fù)荷，為廢水達標(biāo)排放或回用奠定良好的基礎(chǔ)條件[8]。2煤化工廢水處理關(guān)鍵技術(shù)解析煤化工廢水處理關(guān)鍵技術(shù)的理論與應(yīng)用討論對維持新型煤化工行業(yè)健康運行、實現(xiàn)真正的廢水“零排放”具有非常重要的意義。國內(nèi)外對于煤化工廢水處理相關(guān)討論大多停留在試驗討論階段，將煤化工廢水中的特征污染物降解的關(guān)鍵技術(shù)討論成果寥寥無幾。2.1泡沫的消退煤化工廢水中含有大量的帶有羥基的雜環(huán)類物質(zhì)、脂肪烴類物質(zhì)和表面活性劑物質(zhì)，這些物質(zhì)是目前煤化工廢水生物處理裝置泡沫產(chǎn)生的元兇，應(yīng)當(dāng)在預(yù)處理段盡可能去除。但若采納常規(guī)隔油池和空氣氣浮工藝，空氣中的氧會使廢水色度加深，多元酚氧化轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物苯醌類物質(zhì)難以生化降解，增加了后續(xù)生物工藝處理的難度。依據(jù)煤化工廢水這一特點，哈爾濱工業(yè)高校研發(fā)的惰性氣體除油技術(shù)，不僅解決了煤化工廢水的除油問題，而且避開了廢水的預(yù)氧化，減小了后續(xù)處理的泡沫問題[9]。2.2多元酚的降解途徑煤化工廢水中的多元酚不能直接被微生物降解和使微生物增殖，只能通過厭氧共代謝而被轉(zhuǎn)化去除，采納簡潔有機分子共基質(zhì)強化多元酚的厭氧過程，不僅有效地掌握了厭氧泡沫問題，還可有效降低多元酚抑制微生物增殖的難題，顯著提高酚類的底物利用率。針對煤化工廢水這一特點，哈爾濱工業(yè)高校研發(fā)的多元酚厭氧(EC)共代謝機理與應(yīng)用成果，可以顯著提高酚類物質(zhì)的生物降解性能。這一成果獲得了國際同行的認(rèn)可，獲得國際水質(zhì)協(xié)會(Internationalwaterassociation，IWA)2012年度東亞地區(qū)工程創(chuàng)新獎[10]。2.3酚類物質(zhì)的毒性掌握酚類物質(zhì)對于微生物具有肯定的毒性，高濃度的酚類物質(zhì)可以殺菌和抑制微生物的增殖，目前運行的煤化工廢水處理裝置內(nèi)微生物增殖緩慢，酚類物質(zhì)殺菌是典型特征。為降低煤化工廢水酚類物質(zhì)的殺菌特征，哈爾濱工業(yè)高校研發(fā)的生物增濃(BE)機理與應(yīng)用成果，通過掌握特定的水力條件、高生物添加劑、高污泥濃度、高污泥齡等參數(shù)，在最佳回流比和低氧狀態(tài)下，酚類物質(zhì)的毒性得到有效降低。低氧狀態(tài)具有水解酸化作用，對難降解的COD有較好的適應(yīng)性;低溶氧又制造了同步硝化反硝化脫氮的條件，在肯定程度上實現(xiàn)了脫氮過程;低溶氧曝氣有效避開了泡沫的產(chǎn)生;生物增濃(BE)工藝對含酚廢水處理效果非常顯著[11]。2.4酚類物質(zhì)降解的微生物培育煤化工廢水含有大量難降解有機物，對于生物處理中的微生物篩選是一個嚴(yán)峻的考驗，自然界的微生物很難適應(yīng)煤化工廢水中的特征污染物。因此篩選適應(yīng)煤化工廢水的優(yōu)選微生物是討論機構(gòu)的難點，通過對中煤龍化哈爾濱氣化廠污水處理工藝中的菌種進行復(fù)合培育和保藏，進行微生物種群分析和16SrRNA基因序列測定，提交美國國立生物技術(shù)信息中心(NationalCenterforBiotechnologyInformation)Genbank數(shù)據(jù)庫進行BLAST生物核酸數(shù)據(jù)庫進行對比。證明該微生物菌劑降解酚類物質(zhì)的有效性，并能增加廢水處理裝置的抗沖擊性[12]。3結(jié)語針對目前煤化工項目普遍缺乏水資源和水環(huán)境條件支撐的現(xiàn)狀，依托已有示范工程的典型案例，提出了煤化工廢水處理關(guān)鍵問題解析，并對將來的討論