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龙安泰环保|浅谈煤化工废水处理工艺

发布时间: 2021-12-31  点击次数: 21次

虽然我国现在经济快速发展,工业不断进步,但与之而来的还有各种污染的产生,工业废水的排放处理尤其是一个大问题,煤化工是一个用水量大的行业,相应的耗水也多、排水量也大,而纵观我国煤化工企业的地理位置分布,又集中于水资源较少的地方,随着煤化工项目规模的日益扩大,水环境问题的日益突出,煤化工企业对污水的处理虽然在经过很多环节之后,仍不能做到达标排放,其污水治理工作显得尤其重要。

煤化工企业在生产中需要消耗大量的水,产生的污染物质特别多,企业为了推进环境的治理,促进环境的优化,促进企业生产设备的稳定运行,应该努力减少水的使用,减少污水的外排,的回收利用污水或中水。但是,煤化工企业生产复杂,使用的化学产品多,造成污水成分复杂,排放量大,又因为在生产中工艺技术的使用不同,水质因而存在较大差异,但是普遍含有的有毒有害物质是酚类、、苯等,并且,污水中还含有高浓度的COD,色度和氨氮污染物,生化性也很差。污水的治理一直是制约煤化工企业发展的瓶颈,煤化工企业若想取得长足发展,必须重视污水治理技术的选择应用和开发。

煤化工污水的基本特征和危害

1.1 煤化工污水的特征

煤化工行业污水主要分为炼焦废水、煤气化废水和煤制油废水三类。煤焦废水主要是伴随煤制焦的过程产生的剩余氨水,它的污染物的成分大多是酚类、硫、等。煤气化废水是一种有机废水,难降解,它主要是伴随着制作煤气的过程产生,它的污染物的成分大多是氨氮、挥发酚、等。煤制油废水是在煤制油过程产生的,煤制油过程耗水量大,每吨产品的制成至少需要十吨水的参与,煤制油废水成分复杂、色度大、乳化程度高、难以生物降解,污染物包括大量的氨氮、等无机物,还有大量的苯系物和含氮、硫的杂环类有毒有机化合物。煤化工企业排出的污水多含有化学成分、甲醇、氨氮浓度高、检验结果呈酸性及碱性,含有大量的油脂成分。

1.2 煤化工污水的危害

煤化工企业污水的危害很大,不达标排放和不合理排放,严重危害着人类和其他生物的生存。污水COD浓度高,排进河湖内会消耗水体中的氧,造成水中溶解氧浓度降低,水生生物呼吸困难;污水的污染物氨氮浓度高,造成水体富营养化,藻类大量繁殖,水中氧气减少,进而又引起大量藻类死亡,鱼类死亡,造成水污染;污水中含有的污染物像油、酚、氰、苯及衍生物等,在排进水体后,在水体被分解的过程中会消耗大量的氧,氧气减少会影响生物的生产、生长,污染物也会毒害生物的健康,有毒物质在生物中蓄积,经过生物链的传递、富集,被人类食用后进一步引起人类中毒,危害人类的生命健康。

煤化工企业污水治理的常用工艺方法

目前煤化工企业中,污水治理一般分为物化预处理、生化处理、物化深度处理三段工艺路线

2.1 物化预处理

煤化工企业在生产活动中产生的污水成分复杂、色度和毒性大,含有较多油脂成分,因此必须先进行物化预处理,首先去除一些污染物质,减少油脂成分,这样,可以明显减轻后续治理工作的负担,进行物化预处理工作,通常使用的方法有隔油、沉淀和气浮等,为了有效的去除油脂,企业往往会结合使用隔油法和气浮法,经由这两道工艺,还可以回收利用一些油脂,大大提高污水的利用率。其中,隔油法一般分为重力分离型、旋流分离型和聚结过滤型等,气浮法一般分为溶气气浮、扩散气浮和电解气浮等。如果酚和氨浓度较高,就需要进行酚和氨的回收预处理工作,处理酚的方法有溶剂萃取法、蒸汽脱酚法、液膜技术法和氧化法等。回收预处理氨的工艺,我们常常采用蒸汽汽提-蒸氨法。

经过隔油、沉淀、气浮等工艺后,污水中COD、氨氮等指标仍然较高,难以直接进行生化处理,有效的降低废水中有机物浓度,提高废水的可生化性,为后续生化处理工艺降低有效运行负荷提供必要条件。在此类废水的物化预处理阶段LEM微电解处理工艺、LFD流体催化氧化工艺可在有效降低投资、运行费用的基础上,大幅度降低废水中的有机污染物浓度。

(1)LEM微电解工艺

LEM微电解工艺是选用的新型高温熔融多金属催化氧化填料,该填料是龙安泰环保专门针对当前高浓度有机废水特点而研发的一种多元催化氧化填料,在国内属产品。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成。作用于废水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,本产品可长久使用,无需更换,属新型投加式催化氧化填料,同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是催化电解反应持续作用的重要保证,为当前高浓度有机废水的处理带来了新的生机。

产品关键创新点

a.由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金,保证“原电池”效应持续高效。不会像物理混合那样出现阴阳极分离,影响原电池反应。

b. 架构式微孔结构形式,提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道,对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。

c.活性强,比重轻,不钝化、不板结,反应速率快,长期运行稳定有效。

d. 针对不同废水调整不同比例的催化成份,提高了反应效率,扩大了对废水处理的应用范围。

e. 在反应过程中填料所含活性铁做为阳极不断提供电子并溶解进入水中,阴极碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后,可通过直接投加的方式实现填料的补充,及时恢复系统的稳定,还极大地减少了工人的操作强度。

f.填料对废水处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。

g.处理成本低,在大幅度去除有机污染物的同时,可极大地提高废水的可生化性。

h.配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化,满足多种需求。

(2)LFD流体催化氧化工艺

废水经前面LEM电化学的处理后,部分有机污染物已被氧化去除,剩余的部分有机物的结构也已经发生了变化,有利于进一步的氧化处理。结合对此类废水的处理经验,废水可以通过加入一定量的双氧水与水中的亚铁、催化剂离子形成自由基强氧化剂,可去除废水中绝大多数的有机物。

LFD氧化是利用羟基自由基的强氧化能力,是一项结合了同相化学氧化(芬顿法)、异相化学氧化、流体化床结晶及FeOH的还原溶解等功能的新技术。能有效降解环类、苯基、螯合 机等极难分解的化合物。这项技术将传统的 Fenton氧化法作了大幅度的改良,促进了化学氧化反应及质传效率,使COD去除率提升。其反应后的出流水经pH调整后会产生三价铁泥,选用此系统另一优势为可利用双氧水加药量调整,调整COD去除量,如此将可有效控制废水的 COD 排放浓度。

2.2 生化处理

煤化工污水在经由物化预处理的环节后,为了进一步去除污水中的类和苯类物质,接着要进行的是生化处理,主要采用的方法有:厌氧/好氧法(A/O)、厌氧/缺氧/好氧法(A/A/O)以及序批式活性污泥法(SBR)和生物接触氧化等。

2.3 深度处理

煤化工企业在进行了生化处理治理污水的环节后,污水中的COD、氨氮浓度已经可以得到有效降低,但是污水中仍含有较高浓度的难降解有机物,使得色度等仍达不到排放标准,不能直接排放。为了达到这一目的,需要进一步的深度处理,深度处理的方法主要有:混凝沉淀、反渗透等膜处理技术、臭氧催化氧化法等。

2.3.1 混凝沉淀。混凝沉淀法是在生产中加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等,调整好适当的酸碱度值,使污水中的悬浮物质在混凝剂的作用下聚集,受重力作用沉淀,使固液分离。该方法可以使污水中的固体物沉降,水和固体物产生分层,使水澄清,同时沉降下来的固体物大多是可回收利用的固体颗粒,从而可以有效降低污水的浊度、色度等,可以有效去除多种有毒有害污染物,同时还提高了污水的可回收利用率。

2.3.2 超滤、反渗透等膜处理技术。超滤、反渗透等膜处理技术,是一种科学的工程预处理技术,这一技术可以有效去除废水中大部分浊度和有机物。反渗透是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力而实现的对液体混合物分离的膜过程,这一技术应用到污水处理中,可以有效降低COD,因此,脱除了COD,脱色、脱盐也便一次性完成,出水品质得到保证。

2.3.3龙安泰环保LCO臭氧催化氧化技术。传统的臭氧氧化工艺中,O3的利用率并不高(在常温下,O3在水中的溶解度大约在10mg/L左右),将有机物彻底矿化的效率还有待提高。为了提高臭氧催化氧化的效率,提高O3的利用率,降低臭氧氧化的运行的费用,同时进一步提高对污染物的去除效率,龙安泰环保采用高效臭氧催化氧化工艺对废水进行处理。通过在氧化体系内加入负载过渡金属离子的催化剂,能够对臭氧氧化产生明显的催化效果,可以催化O3在水中的自分解,增加水中产生的·OH浓度,从而提高臭氧氧化效果。

臭氧催化氧化填料关键创新点:

a.采用复合多孔高强度偏硅酸铝为催化载体,掺杂不易流失催化组分,提高催化剂的稳定性能。载体制备采用特殊粘合材料,机械强度大、使用寿命长。

b.精心筛选催化填料的载体及活性组分,采用过渡金属、稀有金属、稀土金属作为有效催化组分,保证臭氧氧化效应持续高效。

c.采用至少三种以上金属氧化物为催化组分,加强催化剂对不同废水的适应性的同时提高催化活性,高温烧结技术在保证活性组分高利用率高附着度的同时,减少催化填料流失率,防止二次污染。

d.催化填料强度≥100N/颗,比表面积≥280m2/g,催化填料无损耗,无需定期投加。

e.可以催化臭氧在水中的自分解,增加水中产生的·OH 浓度,从而提高臭氧氧化效果,氧化效率比单纯臭氧氧化提高 2~4 倍。

f.降低反应活化能或改变反应历程,从而达到深度氧化、限度地去除有机污染物的目的。

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