煤化工廢水中氨氮去除方法的研究及工程應用

黃亞奎

(伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊犁 835000)

一、煤化工廢水的分類及水質特點

（一）焦化廢水

焦化廢水主要來自煤煉焦、煤氣凈化及化工產品回收精制等過程產生的廢水，其廢水排放量大，成分復雜，典型的廢水水質為含酚1000～1400mg/L，氨氮2000mg/L左右，COD3500～6000mg/L，氰化物7～70mg/L［1］。同時含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環化合物和聯苯、萘等多環芳香化合物(PAHs)。焦化廢水有機物組成中，大部分酚類、苯類化合物在好氧條件下較易生物降解，吡啶、呋喃、萘、噻吩在厭氧條件下可緩慢生物降解，而聯苯類、吲哚、喹啉類難以生物降解，這些難以生物降解的雜環化合物和多環芳香化合物不但穩定性強，而且通常具有致癌和致突變作用，危害更大，所以焦化廢水處理一直是工業廢水處理中的難點。

（二）煤氣化廢水

在國內煤氣化技術主要有3 種:一是“德士古”氣化工藝，主產甲醇，采用水煤漿氣化技術，水質特點為高氨氮(約400mg/L)，高溫氣化方式，水質相對潔凈，有機污染程度低;二是“溫克勒”氣化工藝，采用煤粉濕潤氣化技術，主產甲醇，廢水特點為高氨氮(約300mg/L)、高氰化物(約50mg/L)，也是高溫氣化方式，有機污染程度較低;三是“魯奇”氣化工藝，采用低溫氣化工藝，主產煤氣，副產甲醇，水質特點為高COD(約5000mg/L)、高酚(約1500mg/L)、高氨氮(約500mg/L)、高氰化物(20mg/L)、高油類(約200mg/L)，濁度較高，是氣化廢水中成分最復雜、最難處理的廢水。

（三）煤液化廢水

煤液化廢水主要包括高濃度含酚廢水和低濃度含油廢水。高濃度含酚廢水主要包括煤液化、加氫精制、加氫裂化及硫磺回收等裝置排出的含酚、含硫廢水。其廢水水質特點為油含量及鹽離子濃度低，COD 濃度很高，其中多環芳烴和苯系物及其衍生物、酚、硫等有毒物質濃度高，可生化性差，是一種比較難處理的廢水。

例如：神華煤直接液化項目高濃度含酚廢水水質為:COD10000mg/L，揮發酚50mg/L，氨氮100mg/L，油100mg/L，S2－50mg/L。低濃度含油廢水包括來自煤液化廠內的各裝置塔、容器等放空、沖洗排水，煤制氫裝置低溫甲醇洗廢水及廠區生活廢水等，該廢水油含量較高，有機物濃度低。神華煤直接液化項目含油污水水質為:COD500mg/L，揮發酚30mg/L，氨氮30mg/L，油500mg/L，S2－30mg/L。

二、煤化工工業廢水中有哪些氨氮的處理工藝及應用

厭氧反應會使廢水中的硝酸鹽含量上升，進而增加厭氧池中的pH 值，較高的pH值可以促進池內有機物的分解與脫離。吹脫、氣提工藝主要指的是將廢水通過通氣的方式，對氣體中可溶于水或易溶于水的氣體通過股入氣流的方式將易溶于水的氣體帶出。吹脫是煤化工廢水中氨氮去除的常用工藝之一，它實現的方式較為簡單并且十分便捷。通常情況下，很多煤化工企業都會運用這種工藝對廢水中易溶于水的物質進行催化并且提純。對于吹脫、氣提工藝，通常以空氣作為運行載體，以空氣作為載體十分環保，而且取材也十分方便。

三、煤化工廢水處理中A/O 工藝對氨氮去除的控制要點分析

在去除有機物的過程中，要對產生的硫化氫和甲烷等氣體進行吸收，只有這樣才能避免因處理煤化工廢水而產生的二次污染。從廢水處理的PH 值角度進行分析，煤化工廢水中氨氮去除的過程中，除了進行污水預處理外，還要進行廢水生化和物理去除工藝。此項工藝的主要目的是對已進行預處理的污水進行二次凈化，也就是深度凈化。預處理的污水從UASB 工藝中完成后，進入A/O 池硝化反應池進行凈化。A/O 池硝化反應池主要是將污水中的氨氮進行轉化，氮元素轉化為氨離子。通常情況下，污水中含有大量有機物，有機物中含有氮元素，通過A/O 池硝化反應中微生物的代謝，使氨氮含量降低。

A/O 池硝化反應池對氨氮含量可以進行很大程度的降解，但它有較為嚴格的外部條件，比如，要求發生化學反應的環境P（含量）＜3mg/L、溶解氧、污泥齡、污泥回流等，在此種環境下才能有利于反應池內化學反應的進行。A/O 池硝化反應池是煤化工廢水中氨氮去除的重要環節。A/O 池硝化反應中影響氨氮降解的主要原因：氨氮的降解過程中可以發現，進水COD 指標在合理范圍內，對于A/O 池硝化反應影響較小，但是進水COD 指標較低時，二沉池出水COD 指標升高，污泥繁殖緩慢，主要是來水可生化性低導致；進水氨氮指標在設計范圍內，基本對于A/O 池硝化反應影響較小；進水酚類物質對于生化系統的影響，通過分析判斷，主要可能是多元酚、多苯環類物質的影響，對于生化系統影響較大；污泥濃度不是影響A/O 池硝化反應的主要因素。污泥濃度低可能導致A/O 池抗沖擊性不好；污泥濃度高導致A/O 池能耗增加，磷源投加量增加，曝氣量不足，A/O 池缺氧等一系列問題。

結語

綜上所述，由于我國煤化工企業廢水中氨氮去除工藝的發展，需要人們投入更多的人力物力去解決工藝整合技術。對于工業化發展十分迅速的今天，回用水的產出是地球工業用水必然的轉換形式。通過對銨根離子的凈化，可以實現工業廢水回收，這是極具環保和經濟效益的。