探讨高效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用

探讨高效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用

贾云军

陕西榆能化学材料有限公司  陕西.榆林  719000

摘要：煤炭资源（占比高达65%～70%）是我国最主要的一次能源，也是我国发展现代煤化工产业的基础。现代煤化工通过液化、气化、加氢等技术手段将煤炭转化为煤气、各类油料、各类烯烃、甲醇和乙二醇等化工产品，是清洁能源发展的重要组成部分。受制于煤炭资源的分布，我国现代煤化工产业主要集中在新疆、内蒙古、山西和陕西等煤炭资源储量丰富的地区。与之相对应的是，这些地区大多存在水资源短缺、区域生态环境脆弱、纳污水体匮乏的特点，难以满足现代煤化工产业的发展需求。因此，通过废水“零排放”实现各类废水的充分回用已经成为我国现代煤化工产业发展的必然选择。

关键词：煤化工废水；高效混凝沉淀技术；处理；特点；应用

引言

煤化工废水是一类典型的处理难度大的工业废水，表现出高悬浮物、高含油量、高酚氨等多组分共存的水质特征。废水中油含量一直稳定于1700~2000mg/L，固体悬浮物（SS）的含量一直稳定于1500~2000mg/L。其中，高浓度的油及油泥如果不能够有效分离与回收，不仅会造成资源物质的浪费，而且稳定存在于煤化工废水中，使得固体难以沉降，分离难度大，并且会堵塞管道，阻碍后续工艺的正常运行。因此，废水中油及油泥的有效去除是煤化工行业废水预处理亟待解决的一个实际问题。

1煤化工工艺与工艺产废水

我国具有“富煤、贫油”的能源结构特点，故煤化工产业对保障国家能源安全有着重要的作用。国内的煤化工产业主要包括合成氨、制甲醇、制烯烃、制油、制乙二醇、制焦炭等。煤化工工艺路线主要有气化、液化及焦化。对应这三大工艺路线，煤化工行业通常产生的废水有煤气化废水、煤制油废水、焦化废水等类型。此外，厂区产生的净化废水、循环水、生活及检验废水等通常会与以上废水一并处理。由于我国许多煤化工厂区位于水资源匮乏且环境承载力较弱的地区，水资源的短缺和水污染已经成为制约煤化工产业发展的重要因素。煤化工工艺废水成分复杂且污染物浓度较高，仅靠混凝沉淀和生物法处理难以达到相关的废水排放要求，需多种技术联合处理得以净化。电化学工艺因其处理废水效率较高、易于实现自动化操控、受环境因素影响较生化法小，且工艺装置占地面积较小等优势，在工业废水处理领域具有推广应用的潜力。然而，众多电化学工艺在煤化工废水处理领域的应用现今依然停留在试验研发阶段。本文将简述主要煤化工工艺路径，同时梳理工艺产废水的主要来源和特点。之后，文章第二节总结了近年来应用电化学技术处理煤化工废水的研究成果与部分中试结果并探讨了潜在的发展方向。由于国外煤化工工业在上世纪90年代末基本停止建设和发展，本文引用和参考的文献大都来自我国学者在国内外科技期刊发表的论文及国内高校毕业论文。

2高效混凝沉淀技术特征

2.1高效混合性

利用这种技术净化废水时，亚微观扩散是反应的驱动力，而亚微观物质扩散则能有效地克服微涡偏心效应所能解决的强阻力，但必须认识到，为了实现这一目标，必须提供更高的强度和微球比，以提高亚微观扩散速度，利用受水化冷凝器影响的高效混凝剂迅速扩散到水中，从而确保快速， 谷氨酸颗粒在水中的完全不稳定和凝结，有效地保证了良好的絮凝效果，同时也有助于节省大量药物，因此该技术具有更高的微循环性能，从而实现了高效和充分的组合。

2.2高效絮凝性

絮凝是废水处理过程中的关键环节，絮凝效果直接决定水质，以往的絮凝技术是将废水留在装置中20 ~ 30min，絮凝后有许多小颗粒不适合于钟摆的高效沉降技术出现，新型反应器应用于废水，絮凝效果明显提高了絮凝效率，高效沉降技术依靠紊流形成小的偏心效应， 使池内湍流微射流的强度和比显着提高，通过增加颗粒的碰撞数，高效的混凝沉淀技术使絮凝性能优异，可将反应时间缩短5~10min，从而提高絮凝通道内的湍流微射流比。

3高效混凝沉淀技术的具体应用分析

3.1翻板滤池工艺应用分析

板过滤工艺最初来自瑞士，其使用原理相对简单，总体结构投资很好，具有很强的过滤效果，在我国得到广泛的应用和推广，实际上，该工艺是阀门过滤器与卷帘的洗涤方式，在洗涤过程中，产生先进的气流，在冲洗气体完成后会连接起来，最终形成单独的水，无论如何使用， 对于外部进水，在清理过程完成后，您可以暂停几分钟以执行进水，从而有效地解决实际使用过程中过滤器的丢失问题，并在设计过程中选择从底部和顶部设计水的方式(称为反向过滤组设计)。

3.2反硝化深床滤池

该过滤器的污水处理工艺可以整合过滤功能和生物脱水功能,主要应用于污水处理厂的改造。过滤器的深床材料主要由特殊形状和规格的石英砂组成,深床对去除NO3-N和SS的效果非常显着。受微生物膜作用影响的具体过滤工艺,将NO3-N转化为氮气,达到良好的放电效果。值得一提的是,由于悬浮液在持续捕获的情况下,头部会增加损失,此时就需要借助于防冲洗来有效去除固体物体,以保证脱碳和除磷、悬浮等功能得到有效实现。过滤池的组成部分如下:第一,过滤池照明系统,主要由不锈钢正方形负载管、分支等组成;第二,滤池过滤材料和承载层,均质石英砂是主要的过滤材料,不同规格的Zircon构成承载层;第三过滤池回水冲洗,特别是气水组合冲洗作为主要应用介质;第四,添加碳源,组件是碳源储罐,全自动计量系统,链路形式旁路,达到灵活使用的目的;第五,汽车控制系统,PLC显示和人机界面,可以有效地连接到工厂的中央控制系统;第六，仪器、入口流量计和液位开关及其它仪器仪表。

3.3星型鳍型絮凝器

星型鳍型絮凝器是一种絮凝效率高,絮凝效果好,节能,美观,安装方便,耐盐腐蚀,高效的聚氯乙烯改性材料凝结设备。星形絮凝器利用粒子碰撞惯性效应和边界层分离理论的工作原理,将隔膜设置在与絮凝池中水的流动方向相一致的位置,并将机翼垂直于水的流动方向。当水流过时,会产生高光谱的涡流,有效地提高了粒子碰撞的效率,在絮凝剂的末端可以很容易地形成沉淀和致密的和尚颗粒,而恒星型太阳离子为颗粒和活性物质在水中的有效接触创造了足够的微观流体力学环境。星型聚焦器可以根据具体的絮凝要求和原水的不同质量和水质来控制水的液压流量和分类,控制微波在水中的形成、分布频率和分布密度,控制理想状态下的絮凝效果。

结束语

煤化工行业作为高耗水行业，加上分布地域的特点，煤化工废水零排放是行业发展的特殊要求，更是现代煤化工行业绿色发展的重要前提，同时也是实现行业绿色低碳高效可持续发展的技术保障。随着废水回用和零排放要求的不断提高，以分质结晶为核心的零排放系统必将成为现代煤化工高盐废水处理发展的主流。未来煤化工高盐废水的处理应当耦合多种技术，进一步提高效率、降低能耗、节约成本，继续朝着高盐废水分质化处理和资源化利用的目标发展。

参考文献

[1]王建兵.煤化工废水处理技术创新面临挑战[A].中国煤炭加工利用协会、中国煤炭学会环境保护专业委员会.沿黄河流域煤炭及深加工产业环境保护高峰论坛报告集[C].中国煤炭加工利用协会、中国煤炭学会环境保护专业委员会:中国煤炭学会,2020:74-101.

[2]杨凯.煤化工废水零排放及资源化工程实例[J].工业用水与废水,2020,51(05):53-57.

[3]陈博坤.煤化工废水零液排放技术研究及高浓酚氨废水处理流程开发[D].华南理工大学,2020.

[4]韩继峰.煤化工废水处理技术面临的问题与优化措施[J].化工管理,2020,(28):84-85.

[5]周俊.煤化工废水处理技术与工程应用[J].环境与发展,2020,32(09):93-94.