国内煤气化废水处理关键问题分析

2018年05月环保与节能国内煤气化废水处理关键问题分析王青（新奥环保技术有限公司，河北廊坊065001）邢宪锋（新奥能源控股有限公司，河北廊坊065001）摘要:近年来，我国现代化进程不断推进，经济也随之发展。但社会进步的同时，也带来了一系列负面问题，比如国内煤气化废水处理。本文从煤气化废水的水质特点以及处理要求入手，分析了我国目前煤气化废水处理的现状，对产生此问题的关键因素进行了重点分析，研究发现主要问题有膜污染抑制、浓盐水蒸发以及氨氮的高效脱除等，基于此，发现从对个处理单元进行优化升级以及将多工艺复合起来两个方面出发，能够极大程度的改善处理效果，节约成本。关键词:煤气化废水；现状；问题分析中国经济的发展，离不开煤化工产业的推动。我国煤化工产业基本都分布于北部以及西部地区，其区域最主要的特征就是多煤而缺水，目前，大多数区域都对水质排放有着严格标准，甚至有些区域由于水资源短缺，还要求煤气化废水零排放，但就我国目前的煤气化废水处理水平来看，高要求排放以及零排放都有不小难度。因此，我国煤气化产业急需处理效果好、运行成本低的煤气化废水处理技术，从而为我国煤气化发展提供一个良好的保障。本文围绕煤气化废水处理技术中存在的关键问题进行分析，并提出一些建设性意见。1煤气化废水的水质特点煤气化工艺不同，产生的废水水质也大不相同，但它们具有一个共性，即氨氮的含量浓度高，并且含有氢化物。流化床气化废水含有焦油，一般为10~20mg/L，COD为200~300mg/L，酚类浓度≤20mg/L，氢化物浓度一般不大于5mg/L。气流床气化废水不产生焦油，但氨氮含量高达400~2700mg/L，具有硬度大、悬浮浓度高等特点。固定床气化废水多含苯环衍生物以及酚等难以降解有机物，氨氮含量较前两者多，通常为3500~10000mg/L，COD约为13500~70000mg/L。煤气化产生的水分杂质多、成分复杂，并且具有一定的毒性，对于其中难以降解的化学物要重点进行去除。此外，煤质的不同也会使得同一种气化工艺产生的废水水质存差异。在煤气化废水处理方面，我国通常采用预处理、生物处理以及深度处理等复合式处理方法。2预处理技术问题分析（1）悬浮物及油渍的去除一般来说，处理煤气化废水中的悬浮物常用的办法是混凝沉淀法。因为混凝沉淀法对工厂来说投资相对较少，并且具有操作简单的特点。混凝沉淀法可以根据煤气化废水的不同类型随时调节试剂的用量来去除其中的悬浮物和油渍。其中混凝剂和助凝剂的不同种类都要通过混凝搅拌实验来进行选择确定。比较典型的是固定床气化废水。在固定床气化废水中含有大量的浮油、乳化、溶解油和分散油。其中浮油和分散油可以利用油和水之间的密度差，通过分层去除，一般采用隔油和气浮技术。而另外两种油即乳化油和溶解油，其去除难度相对较大。由于乳化油在水中呈现较好的稳定性，在去除之前必须先进行破乳处理，然后才能进行气浮等后续处理。溶解油主要成分为苯酚类化合物，需要采取化学萃取技术将油类化合物从废水中分离。（2）氨和酚的回收与脱除对于脱氨处理，工厂中一般采用的是单塔加压侧线抽出汽提和双塔加压汽提两种方式，在处理的过程中能耗较大，还要随时预防和解决氨盐结晶的问题，对于目前的技术来说有一定的复杂性。有学者针对目前的脱氨处理手段提出了新的模型，即双侧线汽提塔模型，而且通过实验证明了这种方法的可行性。另外，也有学者提出将差压式热耦合和蒸汽压缩技术结合使用来降低传统脱氨方法的能量损耗。脱酚对于煤气化废水处理也是一个比较关键的步骤。在目前的技术水平下，氨酚处理往往是同步进行的，其主要方法是先要进行脱酸萃取脱酚，然后进行脱氨处理。3生物处理技术问题分析（1）常规生物处理的工艺分析对于煤气化废水处理，工厂一般采用的是多种生物处理工艺技术相结合的办法进行彻底净化，但是考虑到整体工艺的成本、消耗及操作的复杂性，一般会采用另外一种办法。该工艺的主体仍然是氧化沟，最常见的工艺是水解酸化＋A/O＋曝气生物滤池。煤气化生物处理工艺一般比较常见的是活性污泥法，把整个脱氮过程和各个硝化细节放在不同的时间段进行，由于水力停留时间比较长，会造成污泥膨胀的问题。这一类问题，需要部分学者进行探索研究，以减少运行成本和保证运行中的稳定性。（2）新型生物处理技术有部分学者对传统的废水脱氮技术进行了优化，通过各种实验已经找到了同步硝化反硝化和短程硝化反硝化的应用技术。通过最新型的生物固定技术和生物强化技术，并优化运行中的各类参数来完成更高程度的脱氮，总体上实现了对氨氮的有效去除。另外，为了控制酚类物质对微生物生长的抑制，可以通过高效的厌氧工艺去除酚类物质和其他难降解物质。有学者提出使用脱酚功能菌进行脱酚，并取得了巨大成效。4深度处理技术问题分析（1）高级氧化我们常用芬顿氧化、电化学氧化以及臭氧催化氧化等方法来进行高级氧化的处理。此类高级氧化处理工艺都具有一个共性，即高能耗、高药剂消耗量、运行成本高，在进行煤气化废水深度处理时，运行成本是其最主要的一个限制因素。通过相472018年05月环保与节能关研究资料发现，利用非均相臭氧化技术能够很好进行高级氧化，此项技术所用到的催化剂是可再生的，并且对于臭氧也有着一定的分解利用率，催化剂也是目前煤气化产业专业人员所重点研究的对象。有学者通过实践提出了等离子深度氧化以及超临界水氧化等新型高级氧化技术，可高效彻底去除废水中有机污染物，但其运行稳定性还有待进一步验证。（2）吸附吸附技术，主要是针对煤气化废水中的难降解有机物，通常与生物处理技术联合起来，在深度处理单元方面应用，此外，也可以在膜分离工艺之前使用，能够大幅优化入膜的水质。活性炭是常用的吸附剂，但其成本较高，且再生困难，因此，研究新型的低成本吸附剂是煤气化废水处理产业的一个重要研究方向，根据目前的研究现状来看，褐煤中所产生的活性焦能够有效改善这一现状，活性焦中比较发达的中孔能够很好地吸附大分子有机物，目前，此项技术已被应用至鲁奇炉气化废水深度处理。但需要注意的一点就是整个过程会产生焦粒，需要采取混凝沉淀的方法将其去除。（3）膜分离及浓盐水蒸发目前膜分离技术已被广泛应用至工业废水的处理，其具有操作简单、低耗能以及脱盐率高等特点，但将其运用至煤气化废水的深度处理仍然存在着一系列问题，即膜污染及浓盐水的处理。因此，化工企业提出了高效反渗透方法来对易引起无机盐结垢的物质进行溶解和去除，这种方法可以提高pH值，能够有效地防止微生物对RO膜造成污染。5结语总而言之，煤气化废水杂质多，氨氮含量浓度高，需要同时采用预处理、生物处理以及深度处理三个环节对其进行彻底去除，常用的处理技术也存在着一些缺陷，有些处理环节已得到改善，但有些环节还需要进一步优化完善。通过化工企业废水处理专业研究人员的不断研究，我国煤气化废水处理水平会越来越高。参考文献：[1]郑彭生,郭中权.国内煤气化废水处理关键问题分析[J].水处理技术,2018,44(03):17-20.[2]贾胜勇.两级MBR工艺处理煤气化废水生化出水的效能研究[D].哈尔滨工业大学,2016.[3]温艳芳.厌氧—好氧—臭氧—流化床组合工艺处理煤气废水研究[D].沈阳建筑大学,2013.[4]冯大春.80t/hr煤气化废水处理流程改造、控制与运行[D].华南理工大学,2009.[5]付强强.煤气化废水水质分析及深度处理工艺研究[D].青岛科技大学,2016.[6]刘璐.典型煤化工废水中特征污染物的迁移转化及废水毒性削减研究[D].中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所),2017.循环水防垢剂水处理应用过程中的技术改进王鑫（大庆石化公司水气厂，黑龙江大庆163714）摘要：本文通过对防垢剂阻垢机理的分析，阐述了防垢剂的类型划分。并且结合案例，探讨了循环水防垢剂水处理运用过程技术改进策略，以期为广大读者提供有价值的参考。关键词：循环水防垢剂；水处理应用；技术改进众所周知，各地区水质存在着一定的差异性，循环水系统工艺与设施材料也是不一样的，所以在选取水处理药剂的过程中，应当思考到各个方面的问题。其一，需要掌握水质条件，综合分析补充水水样，根据分析结果判定水质种类，对详细水质，思考其水处理药剂应当是采用缓蚀剂，还是采用阻垢分散剂。其二，经过实验室中的药剂足够功能实验与动态模拟评估实验确立水处理复合药剂方案。可是，影响水处理效果的因素较多，包含了浓缩倍数与冷却水流速等，通过实验室提供的方案受到有关条件限制，和生产实际有较大的不同，所以最终需要接受生产运用检测，在正式生产运行时，检测其效果，进而调节复合水处理剂内各组分的比例与添加量。1防垢剂阻垢机理分析防垢剂的另外一个称谓是阻垢剂。人类经过整理与归纳出防垢剂的机理包含了络合增溶与凝聚分散等。络合增溶的最大作用就是防垢剂在水里面可以和镁离子与钙离子构成稳定的可溶性螯合物，进而提升水里面的镁离子与钙离子浓度，还可以增加碳酸钙在水内的溶解度。从而抑制垢的沉淀与积累。对一些有机膦酸盐，其不但可以与水溶液里面的镁离子与钙离子构成稳定的络合物，还能够和已经构成碳酸钙晶体的钙离子络合，致使碳酸钙晶体和别的碳酸钙微晶体接触时很难依据次序进行排列，所以不容易构成碳酸钙垢。凝聚和分散机理。阴离子型防垢剂在水里面解离构成的阴离子在碳酸钙微晶接触的时候，会产生物理化学吸附，让微晶表层构成双电层而带有负电。污垢通常带了负电荷，因为污垢之间的电荷一样，相互之间会产生相互排斥的作用，继而让污垢晶粒处在分散状态下，漂浮在水面。由于防垢剂的链状结构可以吸附很多一样电荷的微晶，静电斥力可以阻挡微晶互相接触，进而预防大晶体构成，于是把碳酸钙稳定与溶液内。防垢剂阻垢机理还包含了双电层作用。2防垢剂的类型分析天然分散剂，即单宁酸出现在各种植物与果实内，是自然中非常丰富的天然有机资源。是多元酚类化合物，该分子各个结构单元均是由多环芳烃核与活性官能团所构成的，具备甲氧基与酚羟基等各种官能团。还具备了吸附等特点，易于和镁离子与钙离子构成溶解度大的螯合物，是非磷系、没有公害、容易降解的一种绿色环保类型的防垢剂，在工业水处理行业中有很大的探索价值与运用前景。聚磷酸盐类防垢剂比较常用的就是六偏磷酸钠与三聚磷酸钠。该阻垢机理就是经过分子内的一些官能团在晶体表层的活性点上，从而缓解晶体生长，让很多晶体维持于微晶状态，加大其溶解度。也正是因为此防垢剂机理致使这一种药剂具48