江阴含苯酚的废水处理设备服务 天环净化

焦化废水是煤在高温干硫、煤气净化以及副产品回收和精制过程中产生的一类典型工业废水，除含有大量氮化物、氰化物、硫氰化物、氟化物等无机污染物外，还有高浓度的酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃等有机污染物，是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业废水。2009年我国焦化废水排放总量为20690万t，占全国废水总排放量的0．99%，化学需氧量(cod)排放量占全国工业总排放量的1．26%，氨氮排放量占全国工业总排放量的3．25%。而我国目前污水处理能力只占污水总量的20%，70%～80%的污水被直接排放，远远超过了目前的环境容量。污水处理方法主要有4种。

(1)物理法：主要有蒸汽吹脱、溶剂萃取、吸附、离子交换等。

(2)物理化学法：主要有超声波、电解氧化法等。

(3)化学氧化法：主要有臭氧氧化法等。

(4)生物化学法：主要有活性污泥、生物滤池、生物转盘氧化塘等。

目前传统污水处理方法存在投资大、运行成本高、反应时间长、占地面积大及能耗高等问题。

河钢宣钢焦化厂焦化废水量为80t/h，经硝化—反硝化(a/o)及后续混凝沉淀处理后的水用于炼焦湿熄焦及炼铁冲渣。由于混凝沉淀处理方法对抗系统波动能力较差，在生化进水指标发生较大波动时，出水指标codcr和氨氮含量超出排放浓度限值。考虑到日益严峻的环保要求和企业的可持续发展，河钢宣钢焦化厂对目前的焦化废水处理技术进行研究，并结合本厂实际生产情况，将低温超导磁分离技术应用到焦化废水处理领域，取得了非常好的效果。

1、低温超导磁分离焦化废水处理技术

1．1 低温超导磁分离技术原理

开展新型、高效、低成本污水处理技术研究越来越重要和迫切，对于环境和生态保护具有重要意义。强磁场超导磁分离污水净化技术是近几年国外刚开始研究的新技术，在国内也引起了关注，但尚未得到充分发展，它被认为是继超导磁体在医用核磁谱仪、矿物磁性杂质分离领域应用后，又一有希望工业应用的新技术。传统磁分离的磁体为普通电磁体或永磁体，电磁体所提供的磁场通常在1t左右，耗电量大;磁体体积大，目前提供的磁场大仅为0．5t，磁分离效果不明显。随着超导技术的发展，采用超导材料绕制的超导磁体可获得4～10t的磁场。由于超导体在临界温度以下无电阻，因此，运行时耗电极低;且能在较大的空间范围内提供强磁场及高梯度磁场，可显著提高磁分离系统处理效率。其造价低，日处理量达万吨级超导磁分离污水处理系统的总投资远小于同量级化学或生物法污水处理厂投资，这使得超导磁分离技术的应用领域大大拓宽。

我国在超导磁分离污水处理方面的研究工作主要集中于尝试采用超导磁分离技术分离净化钢铁企业废水中磁性金属杂质颗粒。这些研究还是局限在分离污水中的磁性杂质，而由于多数污水中的有毒有害物质大多为酸、碱、有机物等，它们本身没有磁性，用磁分离无法有效分离，为了使磁分离法可以分离无磁性的有害物质，将fe3o4表面进行有机功能化处理，研制出具有磁性又有絮凝效果的所谓“磁种”颗粒材料。利用磁种表面上的活性基团吸附污水中污染物，然后通过超导磁体产生的强磁场分离，才能实现超导磁分离净化污水。因此，宣钢焦化厂采用的整个超导磁分离处理污水系统可分为2个关键的部分，即气氦冷却的超导磁分离装置和磁种。

近几十年来,随着社会经济的飞速发展，我国对于资源和能源的消耗急剧增加。作为一个“富煤贫油”国家，发展煤化工对我国降低能源依赖、缓解环境污染具有积极的推动意义。

煤化工产业主要是以煤作为原料，经加工转换成气体、液体、固体能源或化工产品。近年来，众多大型煤化工项目尤其是煤气化项目在我国各地不断出现，使我国成为全球大发展煤化工的国家。数据显示，当前我国煤制天然气产能约为1500亿立方米、煤制烯烃产能将近3000万吨。

1、煤化工废水“零排放”的重要意义

煤化工产业的迅猛发展，对于我国经济社会发展带来了重要的推动力，但同时对于水资源的消耗也急剧攀升。有数据显示，我国煤化工产业中，每吨产品的耗水量超过10吨。而我国煤炭储量大的西北地区，却普遍存在水资源较为短缺的问题。同时，这些地区缺少受纳水体，且环境脆弱，废水经处理后无处排放。因此，要解决该地区水资源短缺的问题，同时避免对当地环境带来破坏，对于煤化工废水处理后回用，实现“零排放”显得尤为必要。

2、煤化工废水处理

2.1 煤化工废水的特点

煤化工生产工艺多样，不同的工艺装置均会产生大量的废水，但废水组分也有所差异，具有污染物种类多、浓度高，并且存在大量有毒有害污染物质等特征。通常其来源主要包括气化废水、工艺装置废水，车间冲洗水等。此外，还含有雨水、生活污水及部分清净下水。其中，气化废水是煤化工废水的主要来源，占比超过60%。作为原料的煤中通常含有氮、硫及一些金属等物质。其中一部分氮被转化为氨、氰化物等；而金属则转化为金属化合物。此外，废水中还含有一些难降解化合物如吡啶类化合物、油类物质等。

2.2 煤化工废水“零排放”处理技术

我国具备较为丰富的煤炭资源，传统意义上的煤炭利用较为粗放，因此也带来了严重的污染。而发展煤制天然气，对于缓解我国原油短缺的能源结构形势具有重要意义。此外，煤制天然气还具有热能利用率较高的优势，对于废热还可进行循环利用，对于我国天然气气源也具有良好的补充作用。作为现代煤化工产业的，煤气化消耗水量大，产生的废水也多。

煤气化工艺可分为高温和低温气化两种，其中高温气化废水中cod、酚等含量较低。而随着鲁奇炉煤气化工艺装置越来越成熟，其应用也日益广泛。但由于鲁奇炉煤气化工艺煤气化温度较低，因此，其废水成分更复杂，废水处理难度加大。鲁奇炉工艺废水中氨和酚含量较高，因此需要在预处理阶段对氨和酚进行回收处理。通常鲁奇炉煤气化废水cod可高达4000-6000mg/l，氨氮含量可达200-250mg/l，总酚约为800-1000mg/l。此外，废水的色度大，含有大量油类物质。因此，在对废水的预处理系统中还要设置焦油回收装置。而流化床和气流床等煤化工工艺废水中氨含量高，因此需对氨进行回收处理。

（1）有机废水处理。

由于煤化工废水有机物含量高，因此主要以生化法对有机物进行去除。通常采用预处理+生化法+深度处理系统对废水进行处理。固定床工艺中，氨、酚含量高。由于这两种物质无法直接生化处理，因此，需对其进行回收处理。可采用蒸氨工艺对废水中的氨进行回收，采用萃取法分离酚。通过降低氨酚浓度，确保后续生化处理顺利进行。而流化床和气流床主要是氨浓度较高，则主要需进行氨回收。

通过生化法处理，可以去除大部分有机物。煤化工废水中有机物含量高，但还存在一些难降解的有机物。因此，通常采用厌氧-好氧工艺，即结合硝化和反硝化机理来进行难降解有机物处理。对于油类，则采用隔油、气浮等工艺来进行去除。由于经生化法处理后废水指标并不能完全满足达标回用要求。因此，要实现废水的回用和“零排放”，还需对废水进行深度处理。常用的深度处理工艺有过滤、混凝沉淀，超滤、纳滤、反渗透等处理技术。

（2）浓盐水处理。

煤化工浓盐水主要来自除盐水系统排放、回用系统浓水等。浓盐水处理通常包含浓盐水浓缩处理及固化两个步骤，以及结晶盐的处理。而这也是对煤化工废水实现“零排放”处理的难点。对于浓盐水的浓缩处理，常用的处理工艺有反渗透、纳滤膜浓缩工艺等。此外，对于高浓度盐水的固化处理，还有热法浓缩工艺技术，如多效蒸发、膜蒸发等。通过上述浓盐水浓缩处理的方式，可以实现良好的清水回收率。但有研究显示，目前我国煤化工浓盐水蒸发结晶工艺技术尚不成熟。要终实现浓盐水的“零排放”，还需配套蒸发塘等工艺，即利用太阳能来使高浓盐水蒸发结晶。

3、“零排放”处理技术在煤制天然气项目中的应用

3.1 项目概况

以我国西部某省某煤制天然气项目为研究对象，该项目年产煤制天然气20×108nm3。该项目主要采用鲁奇炉气化工艺技术装置进行生产，所采用的原料和燃料均为褐煤。项目主要产品为天然气，副产品包括liuhuang和石脑油等。产品主要制取工艺为：加压气化+变换冷却+甲醇洗+甲烷化。本项目污水主要来源是工艺装置中的煤气洗涤水。废水经气水分离、脱酚除氨及酸性气后送至污水处理系统。

3.2 项目废水“零排放”处理工艺

本研究中，该煤制天然气项目采用鲁奇炉气化工艺，属于中低温工艺。因此该项目废水中氨酚含量高，并存在大量焦油。而氨酚的存在对生化处理具有抑制，因此，对于项目废水首先采用萃取法和蒸氨法分别对酚和氨进行脱除处理。再采用隔油沉淀池和气浮等工艺装置进行除油处理。之后，采用两级生化法和深度处理工艺来实现废水的达标回用和“零排放”。