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煤气化技术及煤气化废水处理技术 

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常萃取脱酚和蒸汽提氨后,废水中挥发酚和挥发氨分别能去除99%和98%以上,COD也相应去除90%左右。

二级处理主要是生化法,一般经二级处理后,废水可接近排放标准,生化法主要有活性污泥法和生物过滤法等。

煤气化废水普遍应用的深度处理方法是臭氧氧化法和活性炭吸附。 1.煤气化废水有价物质的回收[8]

煤气化废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收,常用方法有溶剂萃取脱酚、蒸氨等。

(1)酚的回收

回收废水中酚的方法很多,有溶剂萃取法、蒸汽脱酚法和吸附脱酚法等。新建焦化厂大都采用溶剂萃取法。对于高浓度含酚废水的处理技术趋势是液膜技术、离子交换法等。

①蒸汽脱酚。蒸汽脱酚(图6)是将含酚废水与蒸汽在脱酚塔内逆向接触,废水

中挥发酚转入气相被蒸汽带走,达到脱酚的目的。含酚蒸汽在再生塔中与碱液作用生成酚盐而回收。该操作方法简单,不影响环境。但脱酚效率仅为80%,效率偏低,而且耗用蒸汽量大。

图6 蒸汽脱酚工艺流程图

②吸附脱酚。吸附脱酚是采用一种液固吸附与解吸相结合的脱酚方法,将废水与

吸附剂接触,发生吸附作用达到脱酚的目的,但采用吸附法(如活性炭吸附)回收酚存在一些困难,因为有色物质的吸附是不可逆的,活性炭吸附有色物质后,极难

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再生将有色物质洗脱下来,从而影响活性炭的使用寿命。随着廉价、高效、来源广的吸附剂的开发,吸附脱酚法是一种很有前途的脱酚方法。

③萃取脱酚。萃取脱酚 (图7)是一种液-液接触萃取、分离与反萃再生结合的

方法。酚回收工段利用精馏操作脱除酸性气体 CO、 HS、 HCN ,又利用精馏侧提出 15 %浓度的氨溶液 ,使水得到净化。该方法简单 ,成本低 ,便于操作 ,回收率高。同时侧汽提的氨利用氨精馏得到 90 %以上浓度的高纯液氨。

图7 溶剂萃取脱酚法工艺流程简图

(2)氨的回收

目前对氨的回收主要采用水蒸气汽提-蒸氨(图8)的方法。污水经汽提,析出可溶性气体,再通过吸收器,氨被磷酸氨吸收,从而使氨与其他气体分离,再将此富氨液送入汽提器,使磷酸氨溶液再生,并回收氨。精馏操作利用酚水中各物质挥发度的差异使各组分实现连续的高纯度的分离。由解析塔接受槽来的131℃、含氨20%左右的氨液送入精馏塔中部精馏。塔顶得99. 98%纯氨汽,经冷却后部分作为回流送往塔顶,控制塔顶温度在33~34℃,其余部分作为产品。精馏塔操作压力1.7MPa,冷凝冷却水温为30℃,精馏塔底排出的废水含氨<0.1%(W),塔底通入直接蒸汽,操作温度约为194℃。在精馏塔进料层附近送入20%(W)NaOH水溶液,将进料中微量的CO2, H2S等酸性组分除去,以防止产生铵盐而引起堵塞。另外,在精馏塔进料层附近可能会积聚油分,必须在适当高度从侧线引出,返回到吸收塔煤

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气中去。

图8 水蒸气汽提-蒸氨法回收氨工艺流程图

2.煤气化废水处理方法[9]

煤气化废水在进行预处理前根据不同的水质特点设置调节池以调节水质水量,设置隔油池或气浮池进行除油,经以上的预处理后可采用下面的方法进一步进行处理。

(1)活性污泥法

活性污泥法(图9)是采用人工曝气的手段,使得活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触,并在有溶解氧的条件下,对废水中所含的有机底物进行着合成和分解的代谢活动。在活动过程中,有机物质被微生物所利用,得以降解、去除。同时,亦不断合成新的微生物去补充、维持反应器中所需的工作主体——微生物(活性污泥),与从反应器中排除的那部分剩余污泥相平衡。

活性污泥法处理的关键是保证微生物正常生长繁殖,为此须具备以下条件:一是要供给微生物各种必要的营养源,如碳、氮、磷等,一般应保持BOD5:N:P=100:5:1(质量比)。煤气化废水中往往含磷量不足,一般为0.6~1.6mg/L,故需向水中投加适量的磷;二是要有足够氧气;三是要控制某些条件,如pH值以6.5~9.5、

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水温以10~25℃为宜。另外应将重金属和其他能破坏生物过程的有害物质严格控制在规定范围之内。

图9 活性污泥法处理废水工艺流程

(2)生物铁法

生物铁法是在曝气池中投加铁盐,以提高曝气池活性污泥浓度为主,充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三部分。预处理包括重力除油、均调、气浮除油;生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀;物化处理工艺流程包括旋流反应、混凝沉淀和过滤等工序。

在生物与铁的共同作用下能够强化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用,达到提高处理效果、改善出水水质的目的。生物铁法的生产运行工艺条件包括:营养素的需求、适量的溶解氧、温度和pH值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

(3)炭—生物铁法

目前,国内一些厂家的处理装置由于超负荷运行或其他原因,处理后的水质不能达标,炭—生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。老化的活性炭采用生物再生。

该工艺流程简便,易于操作,设备少,投资低。由于炭不必频繁再生,故可减少处理费用。对于已有生物处理装置处理水后不符合排放标准的处理厂,采用炭—生物铁法进一步处理以提高废水净化程度也是一种有效的方法。

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(4)缺氧—好氧(A—O)法

用常规的活性污泥处理煤气化废水,对去除酚、氰以及易于生物降解的污染物是有效的,但对于COD中难降解部分的某些污染物以及氨氮与氟化物就很难去除。

A—O法内循环生物脱氮工艺(图10),即缺氧—好氧工艺,其主要工艺路线是缺氧在前,好氧在后,泥水单独回流,缺氧池进行反硝化反应,好氧池进行硝化反应,废水先流经缺氧池后进入好氧池。与传统生物脱氮工艺相比,A—O工艺具有流程简短、工程造价低;不必外加投入碳源等优点。同时也存在着脱氮率不高(85%左右)等不足。

图10 A—O法内循环生物脱氮流程图

3.高新技术处理煤气化废水的研究[10]

目前,国内在处理煤气化废水的新技术主要有以下几种: (1)新物化法

新物化法是指在常温下利用废水中有害物质与专门为处理废水而开发的药剂(污水灵)发生反应,经过4次不同加药处理过程和处理设施,最终实现COD、BOD、NH3-N、SS均达到排放要求。该技术最大的缺陷是废水中有毒有害物质只是形态的转移,另外该技术的成熟性还需要经工程实践的考验。

(2)HSB 法处理焦化废水

HSB(High Sotution Bacteria)是高分子均群的英文缩写。目前国内初步试验得出以下结论:HSB耐受废水中有毒有害物质性好;处理后污泥少、出水色度好;加

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煤气化技术及煤气化废水处理技术 

常萃取脱酚和蒸汽提氨后,废水中挥发酚和挥发氨分别能去除99%和98%以上,COD也相应去除90%左右。二级处理主要是生化法,一般经二级处理后,废水可接近排放标准,生化法主要有活性污泥法和生物过滤法等。煤气化废水普遍应用的深度处理方法是臭氧氧化法和活性炭吸附。1.煤气化废水有价物质的回收[8]煤气化废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收,
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