煤化工廢水處理技術(shù)的應(yīng)用

隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國煤化工的發(fā)展取得了令人矚目的成就。然而，煤化工過程中產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境的影響應(yīng)引起廣泛關(guān)注。煤化工以煤為原料，經(jīng)化工等相關(guān)技術(shù)加工，產(chǎn)生大量有害物質(zhì)濃度高、成分復(fù)雜的廢水，難以有效處理，也嚴(yán)重抑制了煤化工的可持續(xù)發(fā)展。由于大多數(shù)企業(yè)廢水處理技術(shù)落后，處理后的廢水難以達(dá)標(biāo)排放，嚴(yán)重制約了煤化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，本文從以下幾個(gè)方面探討了煤化工廢水處理技術(shù)的進(jìn)展和發(fā)展方向。

1.煤化工廢水理論綜述

1.1煤化工廢水的來源

煤化工主要以煤為原料。在煤炭原料加工過程中，化工技術(shù)被有效地應(yīng)用于產(chǎn)品加工。在處理過程中，會(huì)產(chǎn)生成分復(fù)雜的廢水。廢水中通常含有氨、氮、硫等300多種難降解有機(jī)物，嚴(yán)重破壞了環(huán)境。因此，必須及時(shí)、科學(xué)、有效地處理煤化工廢水，否則會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可挽回的破壞。

1.2煤化工廢水的分類

根據(jù)煤化工廢水的水質(zhì)情況，可以看出主要有煤氣化廢水、煤液化廢水和煤焦化廢水。如在水質(zhì)煤氣的化工過程中，可在氣化爐出口采用循環(huán)水冷卻噴淋系統(tǒng)，有助于降低煤氣溫度，使煤氣中未分解的焦油和氣化劑微溶或溶解于水中，并使水中的有機(jī)雜質(zhì)凝結(jié)，可洗去煤氣中的部分灰分，產(chǎn)生大量煤氣廢水。煤基廢水是將煤轉(zhuǎn)化為油品的過程，會(huì)產(chǎn)生一定的廢水，主要包括硫磺、苯酚等。含量越高，越難降解，排放量越大，越難有效處理。然而，煤焦化廢水是在煤分解成焦油和煤氣的過程中由于隔絕空氣加熱而產(chǎn)生的廢水。這部分廢水氨氮含量高，含有多種有機(jī)污染物，成分極其復(fù)雜，難以有效處理。

1.3煤化工廢水的特征

由于煤化工廢水涵蓋多種污染物，而且煤化工生產(chǎn)過程復(fù)雜，幾乎每道工序都會(huì)產(chǎn)生各種污染物，各種污染物都會(huì)集中在廢水中，因此廢水的成分極其復(fù)雜，進(jìn)一步加劇了廢水處理的難度。如果采用專業(yè)化的處理方法進(jìn)行化工工藝處理，會(huì)導(dǎo)致色度和濁度較高，這也是煤化工廢水的一個(gè)重要特點(diǎn)。主要原因是煤化工生產(chǎn)階段的過程中通常會(huì)產(chǎn)生各種污染物，各種污染物主要集中在廢水中并產(chǎn)生一定的反應(yīng)。如果反應(yīng)后產(chǎn)生色度較高的物體，也會(huì)加劇廢水處理的難度。由于降解難度的增加，煤化工廢水中的有機(jī)物含量逐漸增加，這也加劇了廢水處理的難度。

2.煤化工廢水處理技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1預(yù)處理

由于煤化工廢水中通常含有苯酚，因此可以采用吸附材料進(jìn)行有效的脫酚處理。在吸附材料被苯酚飽和后，可以使用有機(jī)溶劑或蒸汽來再生吸附劑。一般的吸附材料主要有活性炭或改性膨潤土和大孔吸附樹脂，而天然膨潤土表面親水，難以有效吸附水中的有機(jī)物。如果用膨潤土作吸附劑，必須對(duì)其性能進(jìn)行改進(jìn)才能使用。相關(guān)研究人員對(duì)膨潤土及其改性作用進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)改性后的膨潤土具有更高的吸附和活化能力，但達(dá)到平衡所需的時(shí)間會(huì)更少，在此期間苯酚吸附量會(huì)逐漸增加。活性肽是常用的吸附劑。由于它們的高比表面積和發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)，它們比其他材料便宜。在煤化工廢水處理過程中，通常采用活性炭脫酚。有研究者根據(jù)相關(guān)實(shí)踐表明，用活性炭吸附苯酚，例如在30℃、pH 6的條件下，去除率約為86%。結(jié)合煤化工企業(yè)廢水分析，廢水表面覆蓋油類物質(zhì)會(huì)對(duì)煤化工廢水的后續(xù)處理產(chǎn)生一定影響，應(yīng)有效應(yīng)用相關(guān)技術(shù)提高含油量，油類物質(zhì)可通過氣浮或隔油池有效去除。

2.2蒸氨

煤化工產(chǎn)生的廢水氨氮含量較高，通常來源于煤制氣反應(yīng)過程。因?yàn)楦邷亓呀饣蛘呙褐茪夥磻?yīng)后產(chǎn)生氨氣，氨氣的濃度決定了硝化細(xì)菌的活性。目前，在煤化工企業(yè)廢水處理過程中，通常采用水蒸氣法脫氨。由于可以向煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水中引入更多的高溫蒸汽，有助于降低廢水中的氨氮含量，從而保證氨氮能夠被蒸餾分離出來重新利用。

2.3深度處理

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，氧化臭氧主要有兩種方式。第一種方式是通過分子臭氧氧化，另一種方式是通過臭氧分化產(chǎn)生羥基自由基進(jìn)行再氧化。臭氧氧化技術(shù)有助于降低煤化工產(chǎn)生的廢水的COD，還可以降低廢水的色度和濁度，在此過程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染。據(jù)相關(guān)研究表明，在內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器工藝中，煤化工廢水經(jīng)臭氧深度處理，可去除40% ~ 50%的COD。隨著臭氧氧化技術(shù)的逐步發(fā)展，有機(jī)物在單獨(dú)操作中與臭氧反應(yīng)后也會(huì)產(chǎn)生羧酸和醛。這兩種物質(zhì)可以避免與臭氧的再反應(yīng)，有助于提高臭氧處理效率。

非均相催化臭氧氧化是以臭氧氧化為前提的高級(jí)氧化技術(shù)，在特定催化劑的作用下氧化分解產(chǎn)生的羥基自由基，可被金屬氧化物、活性炭等催化劑催化。目前常用的金屬氧化物主要有二氧化鈦和三氧化二鋁。氧化劑氧化的主要影響因素是溫度和pH值。提高pH值可以有效改善氫氧根離子的出現(xiàn)，從而提高氧化能力。在氧化過程中，催化劑可以起到催化作用，并起到一定的吸附作用。改變pH值可以轉(zhuǎn)移金屬氧化表面的電荷，增強(qiáng)對(duì)有機(jī)物的吸附能力。比如光催化氧化技術(shù)，在紫外光的照射下，利用半導(dǎo)體材料表面的氧化劑產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化作用，可以產(chǎn)生羥基自由基，分解有機(jī)物。比如二氧化鈦可以用于光催化，可以有效處理難降解有機(jī)物。

3.結(jié)論

綜上所述，近年來，我國煤化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平逐步提升。在這一發(fā)展過程中，要特別注意煤化工對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，特別是廢水污染對(duì)環(huán)境破壞的巨大影響。(來源:山東魯花恒盛化工有限公司)

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