魯奇氣化廢水處理淺談

摘 要：魯奇爐煤制氣屬于低溫中壓氣化工藝，此工藝在具備諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也決定了其出水中含有大量未完全裂解的酚、烴等物質(zhì)，廢水處理難度極大。本文主要針對(duì)魯奇廢水處理過程中的各難點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：魯奇氣化廢水；可生化性；氨氮；深度處理；

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-04-00200-01

魯奇技術(shù)屬于低溫中壓氣化工藝[1]，導(dǎo)致原料煤中的大量高分子物質(zhì)無法充分裂解，進(jìn)而隨冷卻、洗滌等工藝進(jìn)入水中形成大量污染物濃度高、組成復(fù)雜的有毒有害廢水，制約了其進(jìn)一步發(fā)展[2]。本文主要針對(duì)魯奇廢水處理工藝中存在的問題進(jìn)行針對(duì)性的探討。

一、魯奇氣化廢水的特點(diǎn)及危害

（一）廢水成分復(fù)雜，可生化性差，水質(zhì)波動(dòng)大。魯奇廢水水質(zhì)污染物濃度極高，可生化性極差。且受生產(chǎn)條件及不同煤質(zhì)的影響，廢水水質(zhì)波動(dòng)大，若處理不當(dāng)會(huì)對(duì)后續(xù)的生化處理造成極大影響。

（二）油類含量高，極易發(fā)泡。魯奇廢水含有多種油類物質(zhì)，在水質(zhì)pH較高時(shí)會(huì)嚴(yán)重乳化，極大增加了廢水的處理難度。而其中的酚類、烴類物質(zhì)則極易產(chǎn)生大量不易破碎的泡沫[4]，覆蓋在曝氣池表面，不僅在大風(fēng)的季節(jié)四處飄散影響環(huán)境，更會(huì)降低曝氣池的充氧效率和污泥的沉降性能，進(jìn)而使出水水質(zhì)惡化。

（三）氨氮濃度高。魯奇廢水的氨氮濃度通常在350mg/L以上，游離氨濃度也相應(yīng)較高，會(huì)導(dǎo)致污泥沉降指數(shù)增加，污泥大量流失，對(duì)于生化法為主的處理工藝產(chǎn)生很大影響。

二、對(duì)存在問題解決方案的探討

下面主要按照廢水處理過程的流程展開討論

（一）廢水接收及預(yù)處理1、負(fù)荷波動(dòng)。在魯奇煤制氣過程中，難免會(huì)出現(xiàn)非正常的生產(chǎn)工況，此時(shí)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)波動(dòng)極大，COD、氨氮等指標(biāo)可達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)的數(shù)倍甚至數(shù)十倍以上，若不采取有效手段，會(huì)直接摧毀后段整個(gè)生化系統(tǒng)。針對(duì)這一情況，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)對(duì)。（1）根據(jù)工廠的生產(chǎn)能力，在煤制氣生產(chǎn)段及廢水處理段均設(shè)置足夠容積的事故池；（2）在必要的工段上設(shè)置COD及氨氮在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；（3）完善工廠相應(yīng)規(guī)章制度，要求各級(jí)運(yùn)行人員密切關(guān)注水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)值，一旦發(fā)現(xiàn)廢水濃度超過安全值，立即聯(lián)系調(diào)度將水路切換至事故池等應(yīng)對(duì)措施。

（二）含油量大。魯奇廢水中的油品相對(duì)密度除重焦油外通常都小于1[3]，主要為浮油和分散油，采用單一去除方法很難獲得良好效果。通常用隔油——?dú)飧　o以混凝進(jìn)行除油。隔油可根據(jù)資金及現(xiàn)場(chǎng)具體情況從平流隔油池、斜板隔油池及波紋斜板隔油池之間進(jìn)行選取。需要注意的是對(duì)于魯奇廢水，由于其自身可生化性已經(jīng)很低，氣浮時(shí)須采用壓縮氮?dú)舛菈嚎s空氣，以避免廢水被提前氧化導(dǎo)致后續(xù)生化處理難度進(jìn)一步增加。

（三）消泡。魯奇廢水中含有大量能引起泡沫的表面活性物質(zhì)、使泡沫穩(wěn)定的懸浮物及各種鹽類等，這些物質(zhì)很難單純通過簡(jiǎn)單的絮凝氣浮得以去除，因此只能考慮通過各種物理、化學(xué)的方法對(duì)泡沫的形成及積累加以控制，綜合運(yùn)行成本及處理效果的考慮，主要有化學(xué)消泡劑及水力消泡等方法。

（四）生化處理1、高氨氮沖擊。經(jīng)過氨回收的魯奇爐廢水，可直接通過A2O、SBR等生化工藝對(duì)水中的氨氮加以去除。但若上游脫氨過程出現(xiàn)問題，事故來水的氨氮濃度則可高達(dá)1000ppm以上，對(duì)后續(xù)的生化工藝產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，此時(shí)可采用鳥糞石沉淀法在初沉池對(duì)這一股臨時(shí)性高氨氮水流進(jìn)行處理。即在一定條件下通過投加一定比例鎂鹽和磷酸鹽使廢水中的高濃度的氨氮形成磷酸銨鎂沉淀，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了有效降低氨氮濃度的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化利用。2、酚類濃度高、可生化性差。在主生化工藝前端設(shè)置水解酸化池，利用產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的水解、酸化階段。由于厭氧微生物具有脫毒和分解難降解有機(jī)物的功能，可將芳香環(huán)還原成烷烴環(huán)結(jié)構(gòu)或環(huán)的斷裂等。當(dāng)魯奇廢水經(jīng)厭氧工藝處理后，典型的多環(huán)芳烴和雜環(huán)類難降解有機(jī)物如喹啉、吲哚、吡啶等均有不同程度的轉(zhuǎn)化和降解，廢水的好氧降解性能能夠得到顯著的提高，為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造良好的條件。

（五）深度處理。經(jīng)生化處理后的魯奇氣化廢水中殘留的污染物基本屬于微生物無法降解或降解速率極慢的有機(jī)物，多呈膠體和懸浮狀態(tài)，導(dǎo)致污水COD、色度和濁度均較高。因此在深度處理階段中單純的生物處理工藝已經(jīng)無法發(fā)揮作用，需要借助混凝沉淀、物理吸附及化學(xué)氧化等物化手段進(jìn)行處理。1、混凝沉淀法。魯奇廢水中難降解有機(jī)物多呈膠體或懸浮狀態(tài)，且含有諸如苯醌、噻吩、萘、有機(jī)胺及羧酸等多種生色基團(tuán)和助色基團(tuán)，通過向廢水中投加一定量的混凝化學(xué)藥劑，借由吸附架橋作用和膠體脫穩(wěn)等過程，使廢水中污染物凝聚沉降后得以去除。常用的混凝藥劑有聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、三氯化鐵等。2、吸附法。利用具有孔隙多、孔徑小、比表面積大的吸附劑吸附廢水中污染物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。煤制氣廢水處理中常用吸附劑有活性炭、膨潤(rùn)土、爐渣、大孔樹脂、硅藻土、粉煤灰等。活性炭是煤制氣廢水處理中應(yīng)用最普遍的吸附劑，可在活性炭生物濾池中作為濾料使用。3、化學(xué)氧化法。化學(xué)氧化技術(shù)通過向廢水中投加氧化劑對(duì)水中殘余難降解有機(jī)污染物直接進(jìn)行較為徹底的氧化分解，在去除水中COD同時(shí)還有一定的脫色效果，應(yīng)用在魯奇廢水處理中的主要有臭氧氧化法、Fenton試劑法等。臭氧氧化法反應(yīng)迅速、流程簡(jiǎn)單，若反應(yīng)充分徹底則不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但設(shè)備投資及運(yùn)行成本均較高。Fenton試劑法通常用于污水的深度處理中以起到去除COD及脫色作用，效果迅速穩(wěn)定，但此方法需要使用硫酸亞鐵，進(jìn)而會(huì)增加水中硫酸根濃度，依排放要求可能需要再增加除鹽設(shè)備。

三、結(jié)論

綜上，針對(duì)魯奇廢水可生化性差、成分復(fù)雜、水質(zhì)水量波動(dòng)大等特點(diǎn)，只有把握好對(duì)應(yīng)解決辦法，才能在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中做到處理得當(dāng)、合理排放。

參考文獻(xiàn)：

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【4】任源，韋朝海，吳超飛等.焦化廢水水質(zhì)組成及其環(huán)境學(xué)與生物學(xué)特性分析.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（7）：1094-1100