地下煤气化废水处理方法分析.doc

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1、地下煤气化废水处理方法分析1概述地下煤气化是通过热化学作用将煤直接在地下变为可燃气体的过程。在气化过程会产生大量的废水,气化废水主要来自井下燃空区洗涤水和地面煤气净化及产品回收过程产生的废水。地下煤气化废水成分类似于地面煤气化和焦化厂的废水,成分复杂,含多种有机、无机污染物,如酚类、氨氮、氰化物、硫化物、多环芳烃等,属高浓度,高污染,难降解有机工业废水,对一切生物都有毒害作用,一直是废水处理领域的一大难题,其处理方案可以借鉴地面煤气化和焦化厂废水处理工艺。2生化处理法4学海无涯生化处理法是利用微生物的新陈代谢作用来降解水中的有机

2、物。2.1活性污泥法。活性污泥法一般由曝气池、二沉池、污泥沉淀池、鼓风系统和污泥回流系统组成。通过曝气池曝气,活性污泥呈悬浮状态,活性污泥中的微生物代谢消耗废水中的有机物,使其最终转化为二氧化碳和水,废水由此得到净化。研究发现采用活性污泥进行生物降煤气化废水研究,能将污水中的酚有效地去除,但对氨氮,特别是有机氮的降解效果很差。2.2A/O、A2/O、A/O2等生物脱氮工艺。常规活性污泥法对有机氮的降解能力差,若在处理过程中加入具有脱氮能力的亚硝化菌、硝化菌的活性污泥,利用微生物的硝化和反硝化作用可将氨氮类物质转化成氮气,由此便产

3、生了以A-O为核心的A2/O、A2/O、A2/O2等生物脱氮工艺。太原煤气化公司焦化厂采用A2/O生物膜系统处理焦化废水,运行5个月,系统对COD去除率在85%以上,对氨氮的去除率达96%以上,COD出水浓度低于150mg/L,氨氮浓度低于15mg/L。韶钢焦化厂,采用AO2工艺处理焦化废水,废水中的COD、挥发酚、氨氮和油的去除率分别达到了91.4%,99.9%,89.5%和87.8%。A/O、A2/O、A/O2工艺能够有效的去除焦化废水中的有机氮,已被广泛应用于工业生产中。但这些工艺都需要较大的回流比和水力停留时间,处理设施

4、庞大,基建投资大。在运行过程中必须严格控制pH和温度,运行管理复杂,运行费用较高。2.3膜生物反应器(MBR)。膜生物反应器一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。赵文涛等使用浸没式厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器系统处理实际焦化废水。连续运行160天,发现该系统对COD、挥发酚、氨氮和浊度去除率分别为88.0%±1.6%,99.9%,98.3%±1.9%,99.4%±0.2%。刘玉敏等研制了物化预处理/生物处理/膜生物反应器,该系统能有效去除焦化废水中的各类污染物,且新工艺简单易行,运行成本较低。与常规生化处理工

5、艺比较,处理废水的成本可降低1~2元/t。膜生物反应器具有一定的实用性,但是膜污染是制约MBR推广应用的最主要因素。研制抗污染、耐微生物侵蚀的新的膜材料将是未来膜生物反应器的发展方向。2.4SBR工艺。SBR是近年来开发的活性污泥新工艺,该工艺通过程序化控制充水、曝气反应、沉淀、排水、排泥等五个阶段实现对废水的生化处理。药宝宝等对SBR工艺进行改良,将碟式射流曝气应用在SBR工艺中,该法处理效果好、运行稳定、操作及控制灵活,氨氮出水浓度小于10mg/L去除率达到98%。SBR工艺能充分利用兼性菌的特性,将缺氧、厌氧、好氧过程集中

6、在同一反应器中,采用间歇方式极大地提高了操作的灵活性,污泥性能好,抗负荷与毒物的冲击能力显著增强。3物理化学法3.1化学沉淀法。赖鹏等利用Fe2(SO4)3作为混凝剂,对焦化厂废水生化处理出水进行深度处理。结果发现,在pH3~9的条件下,混凝对生化出水中的有机物均能取得较好去除效果。于凯等在焦化厂废水处理过程中加入适量的FeSO4和CaCO3固体,系统COD、氨氮和色度的去除率分别达79.8%、69.8%和80%~90%,处理后的水质稳定,且提高了废水可生化性,为后续生物处理创造条件。但是,化学沉淀法中有机沉淀剂难降解,无机沉淀

7、剂用量大,易产生二次污染,工艺较繁琐,设备占地面积大。研制新型、高效、安全、经济、环保的沉淀剂是化学沉淀法发展的必然方向。3.2吸附法。吸附法即利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质,使废水得到净化。通常采用的吸附剂有粉4学海无涯煤灰、熄焦粉、活性炭、树脂等。黄龙等采用活性炭对武汉某焦化厂废水进行深度处理。结果表明,仅在1g/L的活性炭吸附20min后即可将废水COD降到110mg/L,出水无色澄清,符合排放要求。吸附法能有效去除废水中的污染物,开发廉价易得、吸附性能好且易回收的新产品,并尽快将其转化为生产力,将成为以后吸附

8、法发展方向。3.3溶剂萃取法。溶剂萃取法不仅设备投资少、操作简便、能耗低,而且主要污染物能有效回收利用,溶剂萃取法正广泛用于处理各种含酚废水。章莉娟等利用M105萃取剂对煤气化废水进行酚回收处理。当控制pH=9-10、温度40-60℃,相比=1:6条件下,经四级

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