盐城一体化冷轧废水处理设施追求实用

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　　煤气化就是通过程序化的生产流程，对煤炭进行加工，进而将煤炭转化成为气体固体燃料、化学产品，并用于化工产品的生产。由于煤化工废水中所含的污染成分较多，有氨、纷、硫化物等，高达300多种，所以排出的废水含毒性较大。加强对煤化工废水处理成为了环保部门以及相关企业的工作重点。煤气化废水特点：第一，由于煤化工具有复杂的生产工艺，各个环节都会产生污染物并汇集在废水之中，因此煤化工废水之中含有多种污染物。这在一定程度上增加了废水处理的难度，因此需要借助专业化的处理技术来进行废水处理。第二，煤化工废水色度和浊度都较高。主要原因是由于煤化工每个工艺环节都会产生污染物，而这些污染物聚集在废水中会产生各种化学反应，就会产生色度较大的物质。第三，煤化工废水的降解难度大。主要是由于废水中含有大量的不易降解的物质，因此导致废水处理难度进一步增大。

　　1.2 煤化工废水的来源

　　煤炭是煤化工生产中的关键性原料，将原煤经过一系列的化学加工后，逐渐转化成为液体、固体的燃料以及化学物品等，最后经过相应的工序和流程将其制作成为具有一定应用价值的化工产品。由这一过程看出，酚和氨是煤化工废水中的主要污染物，同时还有焦油、硫化物、COD等其他污染物。因此，必须要对煤化工废水进行高效处理，否则废水将会对周边土壤、水质以及生态环境造成严重的污染。

　　2、煤化工废水处理技术分析

　　煤化工废水中含有较多的污染物，同时废水毒性较大，必须要对其进行专业化的工业处理。目前，常用的废水处理技术有：MMO技术、CBR技术、UASB技术以及SBR技术。

　　2.1 MMO技术

　　MO技术属于厌氧氨于氧技术。通常在进行废水处理时，多采用普通活性污泥，能够实现碳、氮脱离。其实质是因普通活性污泥含有微生物，在硝化、反硝化中作用显著。它一直以来就被煤化工企业作为废水处理分解的重要手段之一。在实际的操作过程中，在对废水预处理后，利用MO技术中普通活性污泥进行脱碳、脱氮处理。实验表明，能够有效降低COD浓度至16%，氨氮浓度可降低到0.5%。MMO技术就是对MO技术进行优化升级，加入厌氧处理，能够对污水中一些难以降解的有机物进行分解处理，从而确保废水分解效果得到有效提升。MMO技术主要是将废水中难以降解的有机物转为成为能够进一步分解的链状化学物。

　　2.2 CBR技术

　　CBR技术属于生物流化床技术，主要结合了当前比较常见的活性污泥法和生物膜法两种废水处理原理。在进行废水处理时，主要采用的是比重与水接近的生物材料。由于生物填料具有低成本、体积小以及脱碳效果佳的特点，同时对负荷冲击具有较强的抵抗力，因此在废水处理中应用前景广阔。但是，生物填料密度较低，需要操作人员具备娴熟的操作手法和技术，就能够充分发挥出自身在废水污物处理中的功效。在采取CBR技术吹动生物原料时需要借助筛网、风管等设备，只有这样才能进行更深层次的废水处理。

　　2.3 UASB技术

　　UASB技术又称之为上流式厌氧污泥床技术。该技术自1997年研发至今一直都被广泛应用。借助该技术进行废水处理时，主要依靠的其厌氧生物处理法，能够对废水中多种有机物进行分解，也可以分离一些液体、固体和气体，不仅能够提高废水处理效果，同时也能够实现资源的再利用。

　　2.4 SBR技术

　　含油污泥组成成份异常复杂，不仅含有油砂，固体悬浮物、大量的老化原油、盐类、腐蚀产物及细菌等，还含有生产过程中加入的各种化学药剂。含油污泥属于一种难过滤性污泥，含油污泥的比阻为一般污泥的40倍，非常不容易将油、水、泥的三相分离。

　　含油污泥属于《国家危险废物目录》中的含油废物类，排放前必须先按照国家相关法律法规及行业标准进行无害化处置。在《农用污泥中污染物控制标准》中，要求污泥中存在的矿物油含油量最大不得超过3000mg/kg。因此，无论是为了保护环境还是维持企业正常生产，都必须对含油污泥进行无害化处理、技术条件达到的情况下进一步资源化利用[2]。

　　2、含油污泥常规处理技术

　　2.1 含油污泥固化/稳定化技术

　　固化/稳定化技术指采用物理或者化学方法，实现含油污泥的固化，或者将其包容在惰性固化基质的一种处理技术。

　　目前，常用的固化/稳定化技术主要包括以下几种类型：水泥、石灰等无机材料固化;热塑性有机材料和热固性有机材料固化;高分子有机物等药剂稳定化;玻璃化技术。出于技术和费用等方面的综合考虑，以水泥、石灰、粉煤灰等无机材料为添加剂的固化/稳定化在工程上应用泛。含油污泥固化实验表明，将含油污泥、固化剂和促凝剂按一定比例混合，可以将油泥中的含油量从40000mg/L降至0.4mg/L，其固化产物满足作为建筑材料和进行填埋的环保要求。

　　这种方法适用于采油污泥或者盐类物质含量较高的含油污泥的处理，对于含油量相对较低的污泥，可以优先考虑采用此技术。但固化会导致土壤被破坏，不能有效去除重金属污染物毒性和含量。因此，采用此方法的提前，是固化前的污泥中重金属含量满足资源化再利用的要求。

　　2.2 油泥焚烧技术

　　我国大部分炼油厂以及法国、德国等国家的石化企业，多采用焚烧法处理油泥。石化企业将焚烧过程中产生的热量进行回收再利用，将焚烧后的灰渣进行填埋或者用于修路。

　　在对含油污泥进行焚烧处理前，首先需要经过脱水处理，将含油污泥送入到污泥浓缩罐中，在50～60℃的环境中，投加一定量絮凝剂，经搅拌、沉淀后，进行分层切水处理。经浓缩预处理之后的含油污泥，需要再经过脱水、干燥等工艺，制作成泥饼输送到焚烧炉中，在800～850℃的高温环境下焚烧30min以上，最后对剩余的灰渣进行无害化和资源化利用。实验表明，干化后的含油污泥可进行的焚烧，影响因素主要有：焚烧温度、通风情况、搅拌情况以及油泥含水率。

　　油泥焚烧处理技术的适应能力强，减量化，几乎可以对有害物质进行清除。但是在我国焚烧装置的实际利用率较低，主要是因为其投资大，成本高，通常需要加入一定的助燃燃料，并且在焚烧过程中产生的一氧化碳、二噁英等污染物质会严重空气污染，需要增加大量辅助设备来处理二次污染物，进一步增加成本和能耗。

　　2.3 含油污泥调质-机械分离技术

　　调质-机械分离技术是一种现场应用比较成熟的含油污泥处理技术，该工艺可以对大部分原油进行回收，适用于含油量较高的含油污泥。含油污泥处理系统的三个主要环节依次是浓缩、调质和脱水。脱水的工艺应用中，我国主要使用板框压滤机和带式过滤机，而国外带式压滤机和卧式螺旋卸料沉降离心机较为常用。分离后的水回到污水处理系统进行再处理，油相进行回收利用，离心出滤渣进行焚烧或者生物处理进行综合利用。

　　三相离心机自动化程度高、药剂使用用量少、运行成本相对较低、通过离心分离出的泥饼含油量低，基于这些优点，三相离心机得到广泛应用。大庆油田采油四厂含油污泥处理站采用了调质-离心处理工艺，引进德国HILLER公司的全套离心装置，处理后的污泥含油量小于2%，满足铺设油田内部井场和通井路要求。

　　2.4 低温热解技术

　　低温热解技术是指在无氧微正压、较低温度的条件下，将含油污泥分离为热解渣、热解液、热解气一种处理工艺。热解的气态、液态和固态产物分别为：气态的氢气、甲烷和一氧化碳;液态的甲醇、丙酮、乙醛等有机物及其他焦油、溶剂油等;固态的则主要是焦炭或炭黑。低温热解技术最大的特点是可以回收利用污泥中能源物质和无机矿物。

　　王万福，杜卫东等人通过含油污泥热解处理室内实验，测定了回收油气的组成、热解残渣含碳量和Al2O3含量，并对残渣的絮凝性能和吸附性能进行了分析。

　　3、含油污泥处理的新工艺

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3.1 超声联用处理技术超声波处理技术是利用超声波的空化作用(声空化作用可以产生速度400km/h的强大射流)，使含油污泥中的油类物质从固体颗粒表面分离出来，或者在超声机械振动作用下使油颗粒聚集的一种处理方法。王新强、杨志刚等人实验得出超声波处理含油污泥的最佳条件是超声频率40kHz、功率50W、作用时间20min、作用温度50℃，在该弱空化状态条件下，含油污泥除油率达90%以上。

　　就目前处理技术来看，超声波技术有着的处理特点，再与其他常规技术相结合的联合处理方法，比如超声波与热解处理技术联用、超声清洗与臭氧降解联用、超声波与热化学清洗技术联用等，这些联用技术具有广阔的发展前景。JIN等采用超声波与热化学清洗联用技术处理油泥[10]，与常规热化学清洗相比，技术联用使得原油回收率提高了17.65%。杜杰，张帆等人采用"热化学洗涤-超声波分离"工艺对含油污泥进行处理，除油率达到95.9%。

　　3.2 化学-生物联合处理法

　　国内外研究表明：化学氧化-生物联合处理可以有效地降解污染物。开展化学-生物联合处理法研究，利用化学处理法和生物处理法各自的优势，是一种成本相对低廉的含油固废处理方法。

　　2001年美国新泽西州立大学采用芬顿氧化+生物降解处理多环芳烃，去除率最高达96.7%。2013年西班牙格拉纳达大学采用芬顿氧化+生物降解处理含油率为2%的泥土，实验规模为1m3，降解率最高可达58%。何焕杰等利用常温清洗-微生物联合处理技术对油基钻屑进行试验，废渣中总石油烃含量降至0.3%以下。2010年中国石油大学开展了一项实验，采用芬顿氧化可以将3.2%含油率降至2.1%，经过后续2.5个月的生物处理，降解至0.5%。2012年华东交通大学开展了一项实验，采用芬顿氧化+生物降解的方式，3.8%含油率5个月降解至0.4%。2010年西安建筑科技大学采用芬顿氧化+生物降解的方式，0.5%含油率4周降解至0.04%。赵虎仁等人采用“热化学洗涤+生物处理"工艺对炼油厂含油污泥进行处理，石油类去除率可提升至95%。

　　化学-生物联合处理法的处理效果好，但是处理过程中使用的化学清洗剂使用量量大，容易造成二次污染，并且专一性强，另外生物法处理周期长，因此综合处理成本较高。该联合处理法以后的研究方向将是研发更加高效的化学试剂，培养和驯化高效降解石油烃的微生物菌剂、优化操作条件和缩短处理周期。

　　SBR技术又被称之为序批式活性污泥技术。该技术是在以往传统的普通活性污泥处理技术的基础上进行改良而成，主要用于一些难以降解的有机物和氨氮污染物。根据《合成氨工业水污染物排放标准》对废水处理标准，SBR技术在利用活性污泥进行废水处理时，能够在废水中产生厌氧和好氧反应，有利于促进废水微生物处理。

　　3、煤化工废水处理技术及应用分析

　　3.1 预处理技术

　　首先需要对煤化工所产生的废水进行预处理，但是由于废水中含有各种有毒物质、高浓度难降解物质等，严重抑制了生物的活性。要想提高废水的可降解性，为生物处理奠定良好的基础，就需要借助物理和化学手段去除煤化工废水中的有毒污染物，比如酚、氨、硫化氢、脂肪酸等。在这一过程中，通常采用隔油、沉淀以及气浮等物化预处理技术。其中隔油处理主要有三种形式：重力分离、旋流分离以及聚结过滤，而重力分离又可细分为平流式、斜管式、平流斜管式以及平行波纹板式等分离方式;气浮法主要有三种方式：溶气气浮、扩散气浮以及电解气浮。如果废水中含有较高浓度的酚或氨，那么还需要通过蒸汽、吸附法或是萃取法等进行回收预处理。

　　3.2 生化处理

　　以煤化工废水除油脂所采取的生化技术为例，生化处理主要就是指在去除有机物过程中借助微生物生化作用，进行好氧和厌氧两种处理。处理形式具有多种选择性，常用的生化处理方式有活性污泥、生物膜以及氧化塘等。由于生化处理自身所具备的优势其被广泛应用于国内外煤化工废水处理中，但是生化处理也具有一定的局限性，比如水质变化低，极易产生污泥膨胀现象，同时生化处理效果受废水中含有物质种类以及含量的影响较大。生化处理主要是对已经进行预处理后的废水再次进行深层次的处理，进一步分解和处理掉废水中的有害物质，使其转化成为可再利用的水资源。

　　3.3 深度处理技术

　　煤化工废水在进行生化处理后，出水COD和色度还无法达到排放标准，同时废水中还含有大量的乳化物质，如果此时排放可能会对环境造成污染，因此就需要进行深度处理技术。深度处理技术主要有两种方式，一种是物化处理，另一种是高级氧化法。比如常见的混凝沉淀、吸附法以及膜分离等方法都属于物化处理，并且这些技术已经被广泛应用到了煤化工废水深度处理中。据相关报道显示，利用活性炭吸附和组合膜技术对煤化工废水进行处理后，出水能够达到排放标准。但是物化方法的本质是对污染物进行分离，并不是对污染物进行降解处理，因此如果采用物化方法就需要加强污染物的讲解和回收处理，以免对环境和生态造成二次污染。比如需要进一步对采用吸附处理的活性炭以及采取膜分离过程中所产生的浓缩废水进行再次处理。虽然混凝沉淀法成本低，除污能力强，但是在处理过程中会导致新杂质的产生，因此需要对混凝剂的用量进行严格控制，并加强去杂质处理。