淺談煤化工廢水中乳化油去除工藝

金鑫

摘 要：煤化工含油廢水產生自煤轉化過程中。這種廢水污染物組成復雜多樣、難以生物降解。并且該類廢水中乳化油含量高，難以經濟有效地去除，是水處理的難題之一。因此，本文對煤化工廢水中乳化油的去除工藝進行了探討。

關鍵詞：含油廢水;乳化油去除;煤化工

引言：煤轉化技術主要將煤通過熱解、氣化、干餾等工藝，使煤炭轉換成煤氣，同時產生煤焦油和工藝廢物，是工業上煤炭轉化利用中成熟的工藝。在煤的轉化過程中，平均每轉化一噸煤，將會產生0.2-1.2噸的工藝廢水，由于這類廢水的高含油量，使水處理工段的處理負荷和處理難度都大為增加。并且煤轉化項目大多建立在我國的中部、西北等生態脆弱、水資源珍貴的地區，這就更加突出了廢水處理工藝研究的重要性。

1含油廢水的來源

經過大量測試和論證，熱解、魯奇固定床氣化、BGL氣化等煤轉化工藝可以實現最大限度地利用煤。而在這類工藝中，煤熱分解/氣化產物等在經過洗滌和冷卻過程后冷凝形成冷凝液，冷凝液在脫除高濃度煤焦油后進入廢水處理工段。這就形成了煤轉化廢水。由于煤質和加工工藝不同的原因，導致煤轉化過程中產生的工藝廢水中污染物的組成成分復雜，包含有多種有機和無機化合物，其中，酚類化合物一般包括揮發酚和不揮發酚，烴類化合物一般包含有芳香烴、多環雜環化合物和脂肪族烴等，無機化合物包含有CO2、氨氮及氰化物、硫化物等。廢水中污染物的實際組成及含量不僅與加工的煤的種類有關，還和煤轉化過程的工藝類型、工藝條件有關。由于煤質和加工工藝不同的原因，導致煤轉化過程中產生的工藝廢水中污染物的組成成分復雜，包含有多種有機和無機化合物，其中，酚類化合物一般包括揮發酚和不揮發酚，烴類化合物一般包含有芳香烴、多環雜環化合物和脂肪族烴等，無機化合物包含有CO2、氨氮及氰化物、硫化物等。廢水中污染物的實際組成及含量不僅與加工的煤的種類有關，還和煤轉化過程的工藝類型、工藝條件有關在上述煤轉化廢水工藝的實際應用過程中，焦油的不溶性組分，一般包括芳香烴、多環雜環化合物以及脂肪族烴等，和廢水難以完全分離，這就形成了含油廢水。

2煤化工廢水中乳化油去除工藝

2.1物理法

物理處理方法的原理是利用油滴和廢水之間密度的差異，在一定條件下將分散在廢水中的油顆粒和其他固體顆粒分離。通常作為含油廢水處理工藝的預處理手段應用于工業。目前廣泛應用于工業含油廢水處理的物理方法包括有重力沉降法、離心分離法、粗粒化法等。

2.1.1重力沉降法

根據廢水中油滴粒徑的不同，其在水中的存在形式也大不相同，而根據Stockes原理，利用油水的密度差異，使油滴在廢水靜置過程中沉降至水底下層或上浮至水面，然后通過沉降罐、隔油池等設備除去。該種處理方式具有結構簡單、投資成本低、處理量大的優點，但除油效率有限，對于小粒徑、油水密度差異小的油滴去除效果差。因此該種處理方式多見于高濃度含油廢水的一級處理中。2.1.2離心分離法

該種處理方法是利用油水兩相比重差的不同。通過離心裝置高速運轉形成的離心場，使密度較大的水相處于外側，沿器壁從底端出口流出;而密度較小的油相匯聚在分離器中，從裝置頂部的溢流口溢出。該處理方法采用的主要設備為水力旋流器，具有體積小、處理效率高且處理量大、操作費用低、靈活安裝、對環境不敏感等優點;但在高速旋流過程中，水中的油滴也容易被撕裂，而形成粒徑更加小的油滴，這就增大了將油滴從水中分離出來的難度。

2.1.3粗粒化法

顧名思義，該方法是根據待處理廢水中油類物質的特點選擇合適的聚結材料，再利用油滴在水和聚結材料之間親和力的差異，使廢水中小粒徑的油滴聚結為大粒徑油滴從而上浮至水面，而后將其除去。這種處理方法投資低、設備結構相對簡單、易操作，但對進水的水質要求高，當進入該處理工段的水中存在親油性表面活性物質時，這將會大大降低聚結材料對廢水中油類物質的親和作用，從而降低對廢水中油類物質的去除效率。

2.2物理化學法

工業上廣泛應用于含油廢水處理的物理化學法一般包含有氣浮法、吸附法。2.2.1氣浮法

氣浮法是通過在待處理廢水中引入空氣，以使廢水中的小粒徑油珠粘附在空氣在水相中形成的高度分散的氣泡上，從而使油滴的浮力增加并上浮至水面實現分離。在實際工業應用中，常在氣浮操作之前加入一定量的絮凝劑，以促進氣浮效率。這種處理方法對與水密度相近的油類的去除效果較好，并且可以有效降低廢水的COD，但該方法用于處理煤化工廢水時，易將廢水中的揮發酚、氨氮等物質帶入進環境中。并且，目前最常見的絮凝劑是含有氯或高分子聚合物的無機化合物，這通常會導致水中氯含量的增加或在隨后的膜處理過程中膜堵塞。

2.2.2吸附法

吸附法主要是利用吸附劑的多孔性和大比表面積，對廢水中的油類物質進行吸附，從而達到除油的目的。該種處理方法的除油效率取決于所選用吸附劑的吸附性能以及所處理的廢水類型。經過多年的研究發展，更多具有較強吸附性能的新型吸附材料被研發應用于工業。

2.3化學法

2.3.1化學破乳法

由于現代工業廢水中的污染物質越發的復雜，破乳難度也隨之增大。通過近些年對破乳劑及破乳方法的大力研究，尤其是對破乳劑的研究，無論是無機破乳劑和有機破乳劑，都有了很大的發展。通過向廢水中添加破乳劑，對廢水體系中的油水界面膜進行破壞，使廢水中穩定存在的乳化油失穩，進而促進廢水中的油滴聚并上浮。

2.3.2高級氧化法

高級氧化法是指利用以羥基自由基為主的氧化劑對廢水中復雜、難降解的有機物進行氧化去除，因為這種方法具有效率高、氧化能力強、無污染等優點而成為水處理領域的研究開發熱點。目前，典型的高級氧化技術包括超臨界水氧化技術、光催化氧化技術以及Fenton氧化法等，而其中又以Fenton氧化法的研究發展最為廣泛。

3結語

在全球能源緊缺的大環境下，煤炭作為我國能源結構中的重要組成部分，在我國各級能源及化學制品方面的消耗量巨大，因此煤化工的發展顯得尤為關鍵。在煤的轉化利用過程中，由于煤質的特點，會產生各類大量的污染物質，對人類社會及環境產生危害，因此煤的清潔高效轉化利用對保障能源安全和綠色能源發展發揮著較大作用。本文對當前煤化工廢水中乳化油的去除工藝進行了總結，希望能夠為煤化工企業選擇適用的工藝提供一定的參考。

參考文獻：

[1]丁永紅，申海生，王坤，王忠泉，趙春洲，秦樹林.礦井水微量乳化油去除試驗研究與應用評估[J].能源環境保護，2019，33（06）：39-41+50.

[2]畢可軍，王瑞，閆杰棟，孟鵬，張慶，李振東.煤化工廢水除油技術探討[J].化肥設計，2015，53（06）：5-8.

[3]李思. 煤化工廢水物理法除油工藝及設備清洗劑的開發[D].青島科技大學，2015.

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