關于煤制油高濃度廢水處理工程設計探討

曹鋒　李江江

摘 要：煤制油的作用與效果相當于石油，能夠緩解石油緊缺的現狀，保障國家的能源安全。但是，煤制油使用產生的廢水、廢棄物量龐大，污染問題是煤制油最大的問題。加上我國煤礦豐富的地區的水資源、水質普遍較差，水資源制約著煤化工產業的持續發展。所以，做好節水減排工作和廢水處理工作是緩解煤制油污染問題的重點。這樣能夠減少污水排放量，也能減少水資源浪費情況，同時，也能減少廢水排入土壤、污染地下水，影響整個生態環境。本文設計了溶氣氣浮-微濾-反滲透-蒸發器組合系統，以期實現對煤制油高濃度廢水的良好處理和回收利用，減少廢水對生態環境的污染。

關鍵詞：煤制油；廢水處理；環保

1 工程概況

高濃度廢水主要指的是煤液化、加氫精制、加氫裂化和硫磺回收等裝置排出的含重金屬、有害物、無機鹽的廢水。這種廢水每年的排放量巨大、濃度極高，我國未出現完善完美的處理方式，廢水的處理難度大，廢水問題亟待解決。

我國《中國石油化工集團公司暨股份公司工業水管理制度中推薦回用作循環冷卻系統補充水的水質標準（試行）》一文規定了廢水的處理標準，對廢水排放進行了嚴格要求，不達標的廢水禁止排放。面對龐大、高濃度的廢水和嚴格的處理標準，煤制油高濃度廢水的工藝選擇難度和處理難度可想而知。

2 煤制油高濃度廢水處理具體設計

工藝流程介紹：脫酚后的高濃度到達廢水處理場之后，具體的處理方式如下：首先，筆者構建了三個濾池，層層過濾，降低濃度。主要有厭氧生物濾池、兼氧生物濾池、好氧生物濾池三種。進入廢水處理場的廢水大多已經進行過一次粗過濾-汽提裝置的過濾，所以，這些要處理的廢水大多質量濃度不高，最高不超過100mg/L，要進行下一步較細的過濾。筆者建議先使用一級渦凹氣浮處理廢水，這樣能顯著降低廢水濃度，最高不超過10mg/L，也能起到減少水中無機鹽、酚以及氨氮的作用。隨后，高濃度廢水將進入渦凹氣浮階段，此階段核心手段就是利用廢水與其他物質進行化學反應，生成無害物質，降低廢水濃度。筆者建議投放適量的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，這兩種物質迅速發生反應，消耗大量的廢水。再次是進行氣浮分離。利用微氣泡的吸附功能以及油的密度小于水的性質，將廢水中的煤制油與水隔離開來，漸漸浮于上層。在氣浮分離階段，氣浮池內部安裝刮沫機，剔除廢水中的浮渣，水油分離后，廢水中的含油量應低于10mg/L。之后，廢水便來到生化吸水池。筆者建議勻質罐進口處安置水泵，大量廢水能平穩進至勻質罐，實現后續生物處理水量的穩定，促進水質得以凈化，防止廢水內部產生巨大沖擊，破壞設備，功虧一簣。勻質罐出口處應安裝調節閥，保持廢水時刻的穩定。最后，廢水進入生化處理階段，也是處理最徹底的階段。生化處理系統一共有厭氧、兼氧和好氧生物濾池三個階段，三階段層層遞進，共同實現對廢水的凈化處理。首先，廢水進入厭氧生物濾池。厭氧處理，顧名思義，是處理廢水中不易自然降解的有機物，使之酸化水解和甲烷化，提高廢水的可生化程度，成功對其降解。這一過程的效果明顯且成本不高，同時易于安裝，結構簡單，耗能較低，是目前十分流行的廢水處理設備。廢水中的物質甲烷化后，產生大量甲烷氣體，此時可將其放置在沼氣內進行處理，廢氣得以回收利用，服務于當地居民的生產生活，為其提供沼氣。值得注意的是，甲烷與空氣混合容易爆炸，所以，在產生甲烷氣體之前、產生甲烷氣體過程中要嚴格控制，防止甲烷氣體泄漏產生危險。該系統的底部需要排泥沙，防止廢水中泥沙沉積于底，導致已經過濾的水又回流到初始階段。厭氧生物濾池的水接下來進入兼氧生物濾池。這一濾池主要是將水中的碳源進行反硝化，降低水中的堿量，也十分安全可靠，因為這一過程不產生硫化氫等有害氣體。兼氧生物濾池的水將流入好氧生物濾池中。好氧生物濾池能夠降解水中的有機物。該池的特點是由下至上層層將水遞進上去，共有五級，第一級即最底層的水溢流后進入第二級，如此類推，直到第五級時，廢水的濃度大大降低，能夠符合國家標準，達到國家環保排污的要求。

3 結語

筆者分析了現代的廢水處理與回收利用系統的設計與實際效果，針對現有設計的不足，設計出運用溶氣氣浮-微濾-反滲透-蒸發器組合系統進行煤制油高濃度廢水處理這樣更完善的工藝，經過一系列檢測，可以發現：該工藝方案顯著提升了廢水的標準，促進了廢水順利排放，減少了環境污染，也能更好地將廢水進行回收和利用。該組合系統性能穩定，功能強大，將為高濃度廢水的“零排放”打下堅實的基礎。同時，此次設計一改以往的設計系統中出現的生物處理不徹底、混凝沉淀仍然過多的問題，筆者設計的系統能夠徹底地實現殺菌消毒，且速度很快，效果顯著。此外，該系統的結構并不復雜，安裝與操作十分簡潔，也為工作人員的后期檢修降低了難度。本工程以國家關于廢水再生利用的政策要求為指導和目標，致力于使煤制油高濃度廢水達到國家要求，減少廢水污染環境的情況，為我國環保工程助力。

參考文獻：

[1]馬傳軍，費慶志，許芝，等.厭氧生物濾池-好氧生物炭濾池聯合處理生活污水[J].環境化學，2007，26（1）：70-72.

[2]馮敏.現代水處理技術[M].北京：化學工業出版社，2006.

作者簡介：

曹鋒（1987- ），男，漢族，陜西榆林人，當前職務：技術員，當前職稱：助理工程師，本科學歷，研究方向：煤制油，酚，油品加工提純。

李江江（1988- ），男，漢族，陜西榆林人，當前職務：技術員，當前職稱：助理工程師，本科學歷，研究方向：煤制油，酚，油品加工提純。