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煤化工生产过程涉及干馏、气化以及净化等多个过程，每个过程均会产生一定的废水。煤化工所产生的废水毒性较高、组成成分较为复杂，因此一旦处理不当极有可能对周边环境产生严重影响。

　　1、污水处理现状分析

　　化工企业污水处理站一般是将全厂的生产污水、生活污水等废水，进行生化处理，采用活性污泥法SBR工艺，即利用微生物来分解有机，多次重复进行曝气、搅拌、沉淀操作，创造好氧、缺氧、厌氧的环境，利用好氧、缺氧、厌氧微生物完成分解可生物降解有机物(BOD)和氨氮的生化处理过程。开发合理的自动控制系统是实现污水连续化处理的关键手段，可编程控制器既能满足特定工段的自动控制，又可依据不同工段的需求，实现个性化控制操作，是当今污水处理系统中的部分。

　　2、煤化工废水特点

　　由于煤化工废水的涵盖污染物较多，煤化工生产工艺也较为复杂，几乎每个工艺都会产生各类的污染物，各类污染物都会集中在废水之中，所以废水的成分极为复杂，进一步加剧了废水处理难度。如果选用专业化处理方式进行化学技术处理，会导致色度与浊度较高，这也是煤化工废水的重要特征，主要原因在于煤化工生产阶段过程中通常会产生各类的污染物，各类污染物主要集中在废水中，并且产生一定的反应，如果反应后会产生色度偏大的物体，也加剧了废水的处理难度。由于降解难度逐步加大，煤化工废水中的涵盖有机物数量逐步增多，也加剧了废水的处理难度。

　　3、煤化工废水处理技术应用分析

　　3.1 鲁奇气化炉煤气化废水的处理

　　鲁奇气化炉在现如今煤气化工的项目中，也有很大优势，主要是根据当地煤种来决定的。但是鲁奇气化炉产生的废水量大，处理难度也大，主要是煤气化废水的初步处理上。从气化炉出来的废水需要经过设备的闪蒸、沉降分离后，可以分离出一部分废渣。但任有一部分废渣未完成分离，影响到系统运行。针对此情况，可以有针对性的在工艺基础上增设三相离心机，目前国内外有三相离心机可供选择，三相离心机可以很好的分离出废水中的废渣，有效减轻后续污水处理的负荷，降低污水处理产生的淤泥。同时也会极大改善水质。

近几十年来，排水指标的收紧及人口的增长加快了市政管网的发展，污水处理厂的发展导致污水污泥的排放量也迅速增加。污水污泥的处理和处置单元占据污水处理厂运营成本的50%~65%，这对环境保护、生态环境治理是一个巨大的挑战。为了解决这些问题，污泥消化被认为是从污水处理厂排出的污泥稳定化处理的常用手段。污泥消化在好氧或厌氧条件下都可以进行。而消化的稳定机制与微生物代谢对污泥中有机成分的降解有关。然而，典型的污泥消化技术存在着含水量大、生物降解性差、能耗高的问题。这些缺点在工业规模上的剩余污泥的消融处理过程中可以得到有效克服;因此，一些学者将纳米曝气技术引入污泥消化预处理。

　　1、微纳米气泡的介绍

　　已有研究表明，纳米曝气在内部压力作用下，收缩破裂无需动态的刺激，仅通过纳米曝气的破裂就可以产生羟基自由基。此外，羟基自由基具有更高氧化还原电位，不仅可以与绝大部分有机化合物产生即时反应，而且纳米气泡技术的应用可以提高污泥的生物降解能力和细胞消融能力。污泥通常含有多种颗粒型有机物和难降解的有机物，象悬浮固体、难降解的可溶性有机物。通常，他们不可生物降解并具有持久毒性，这使传统的生物处理技术难以建功。

　　2、微纳米曝气强化污泥消化的作用机理

　　纳米曝气与普通曝气条件下的物质的变化是不同的，在污泥降解中，有机物的转化受到了纳米气泡的影响。这些变化与死亡细胞和大分子有机物的分解有关，这表明，纳米气泡明显增强了污泥的溶解性，增加了水相的DOM含量。

　　研究指出，在纳米气泡收缩过程中会产生自由基，污泥的消融过程造成悬浮物解体的瓦解，导致了固体(细胞)的消融以及从微生物细胞释放出可溶性有机质的矿化。纳米气泡破坏污泥细胞壁并将有机物质氧化，并将生物大分子被释放和转化成小分子。

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纳米曝气与普通曝气条件下反应器内填料上微生物种群多样，在丝状菌的包裹下形成菌胶团。通过对比发现，普通气泡的反应器中，菌胶团中微生物相对来讲比较致密，表面上能够明确辨识出丝状菌及微生物个体，菌胶团形状较为规则、完整，体积大而且数量多。在纳米气泡的反应器中，微生物的种群与普通气泡反应器相比有所增加，但菌胶团的体积和数量都变少了，微生物呈现块状结构。通过SEM检测可知，纳米气泡形成的菌胶团，有利于氧的传质。因此，纳米曝气技术对DOM的释放和微生物的生长是有效的，纳米曝气可以促进污泥的消融。目前，纳米曝气技术用于污泥减量化主要包括对生物质臭氧氧化的强化。纳米曝气的使用可以降低污泥的运行成本，提高污泥的消融效率。为纳米气泡的污泥消融提供了一条合适的途径。

　　3、微纳米曝气强化污泥消化的微生物多样性研究

　　为了深入研究微生物对污泥消融作用的影响，对普通曝气和纳米曝气2种处理方式中样品微生物群落进行研究。不同反应器中PCR-DGGE在图1中显示，主要可以得出消融过程污泥中微生物DNA多样性。条带的数量和密度表示出明显的差异，普通曝气和纳米曝气2种处理方式中丰度分别为3.36和3.91。为找出纳米曝气条件下筛选出的不同物种，2个反应条件下样品条带进行了测序。在普通曝气条件下，特异性条带直指同源性最高微生物为Acinetobacter junii，Enterobacter sp.和Bacillus sp..所有的微生物都适宜于厌氧环境。

　3.2 氨酚回收

　　该环节使用的是萃取法，将废水和相应的溶剂进行反应，溶剂的主要成分为二异乙基醚。回收过程在萃取塔中进行，废水从塔顶流下，溶剂由塔底逆流而上。经过反应，氨酚类物质被充分吸进油液当中，油液通过塔顶溢流与碱发生反应，将酚类物质以酚盐的方式输出。该方法过程简单，是目前比较成熟的氨酚处理技术，若废水中的含碱量较多，会对氨酚萃取效率产生很大影响。

　　3.3 蒸氨

　　煤化工产生的废水氨氮含量较高，通常是源自于煤制气反应过程中，由于高温裂解或者是煤制气在反应后产生的氨气，氨气的浓度决定着硝化细菌的活性。在当前煤化工企业废水处理过程中，通常会选用水蒸气体法进行脱氨，由于煤化工产生的废水可以通入较多的高温蒸汽，有助于降低废水氨氮含量，从而确保氨氮进行蒸馏与分离再次应用。

　　3.4 深度处理

　　臭氧属于强氧化剂，臭氧的氧化过程中主要有两个途径。第一种则是通过分子臭氧氧化，另一种途径则是通过臭氧分化产生羟基自由基，进行再次氧化。臭氧氧化技术有助于降低煤化工产业产生的废水COD，也能够降低废水中的色度与浊度，在此过程中不会产生二次污染。根据相关研究表明，在内循环的反应器过程中，可以对煤化工废水进行臭氧深度处理，能够处理掉40%至50%的COD。其中对于杂环类与酚类有机物产生极为显著的效果，随着臭氧氧化技术的逐步发展，臭氧在单独运行中有机物与臭氧反应之后，也会产生羧酸与醛，这两类物质能够避免与臭氧再次反应，有助于提高臭氧处理效能。