煤化工废水处理技术简介讲座PPT.pptx

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,煤化工废水处理技术简介,有限公司,销售篇,目录,煤化工简介,煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。

主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。

新型煤化工是指以洁净能源和化学品为目标产品，应用煤转化高新技术，建成未来新兴煤炭能源化产业；结合煤炭资源开发和煤炭生产建设的发展，建成若干大型产业基地或基地群。

新型煤化工是煤炭工业调整产业结构，走新型工业化道路的战略方向。

新型煤化工与传统煤化工的区别：

新型煤化工通常指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等等。

传统煤化工涉及焦炭、电石、合成氨等领域。

煤化工废水的组分随加工工艺的不同而不同，主要有煤制气废水、煤制油废水、煤制焦废水和煤制甲醇、烯烃废水等几类。

煤制气废水：

主要来自煤气发生炉的煤气洗涤、冷凝及净化等过程，水质极其复杂，含有大量酚类、长链烯烃类、芳香烃类、杂环类、氰、氨氮等有毒物质，是一种典型的高浓度难生物降解的工业废水。

煤制油废水：

是利用固态煤生产汽油、柴油、液化气等燃料以及化学品的过程。

煤制油过程排放的废水COD浓度、色度、乳化度均较高，难以降解。

煤制焦废水：

煤制焦是指将烟煤隔绝空气加热制成焦炭的过程。

研究表明焦化废水中存在15类558中有机物，主要是含量高的酚类及氨氮，含量低但毒性大的有机污染物和无机污染物，是一种量大面广、成分复杂、有毒、难降解的典型工业有机废水。

煤制甲醇废水：

主要来源为气化废水，其特点为高氨氮、COD质量浓度适中，是一种NH3-N含量偏高、低碳源，但可生化性良好的有机废水。

目前，国内外对煤化工废水的处理大都按“物化预处理-生化处理-深度处理”的流程进行，这种组合工艺较单一处理工艺可做到优势互补，对废水的处理更为彻底。

煤化工废水的特点：

废水排放量大;污染物浓度高，成分极其复杂，如烷烃、烯烃、多环芳烃、杂环类有机污染物，氨氮、硫化物、氟化物等无机污染物，稠环芳烃、长链脂肪烃等致泡的油性物质，酚、氰化物、硫化物等高毒性物质，还含有多种致色基团，COD、BOD均较高，生化降解难度大。

同时，煤质差异，设备生产负荷变动、分离收集和处理工艺不够合理、管理水平差异等主客观因素也导致废水处理过程中产生来水水质波动大，脱油、脱酚、脱氨装置运行效果不稳定、处理效率低下等一些列问题，使得煤化工废水处理难度进一步加大。

生活污水,生产污水,冲洗及初期雨水,循环水排污水,1,2,3,4,煤化工厂区废水的组成：

脱盐水站排污,5,雨水系统,6,事故排水,7,废水的主要检测指标：

SS：

固体悬浮物，一般单位mg/L。

一般指：

应滤纸过滤水样，将滤后截留物在105温度中干燥恒重后的固体质量。

COD：

化学需氧量，一般单位mg/L。

COD的测定原理是：

用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化成为CO2和H2O所消耗的氧量，称为化学需氧量。

用CODCr，一般用COD表示。

COD优点：

能较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅需数小时，且不受水质影响。

化学需氧量越大说明水体受有机物污染越严重。

BOD：

生化需氧量，一般单位mg/L。

有机污染物经微生物分解所消耗溶解氧的量。

NH3-N：

氨氮，一般单位mg/L。

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。

TP：

总磷，一般单位mg/L。

废水中含磷化合物可分为有机磷和无机磷两类。

煤化工废水处理工艺基本上是遵行：

首先，物化预处理;其次，A/O生化处理;最后，物化深度处理。

以下对各个步骤分别作简单介绍。

1.预处理煤化工工业废水中含有较多油脂组分，而过多油脂会影响后面的生化处理效果，因此工业废水处理必然要先除去其中的油脂类。

去除油脂的最佳方法是隔油池与气浮法相结合，其目的是除去废水中的油类并加以回收利用，而且还能起到相当于预曝气的作用。

工业废水的预处理主要形式还有均质调节、通过初沉除去大颗粒固体等形式。

（1）隔油：

煤化工废水中油类以轻质油为主，隔油法利用其密度小、能浮于水面的特点进行油水分离。

（2）气浮：

气浮法有加压、曝气、真空、电解等形式，对SS去除率较高，但对COD去除效果不理想。

（3）脱酚：

溶剂萃取脱酚工艺易于操作、效果稳定，并可有效回收酚类、较为经济。

（4）脱氨:

氨氮会抑制微生物的生长，使得生化处理效果欠佳，在预处理时需脱氮以保证后续生化处理的顺利进行。

目前国内外煤化工废水脱氨的主要工艺为汽提-蒸氨法。

碱性环境中，当大量蒸汽接触废水时可将游离在废水中的氨吹脱出来，进而经过汽提完成对氨的回收。

（5）絮凝沉淀:

主要用于去除悬浮物。

该法在预处理和深度处理中都有应用，对于可生化性较差的煤制油废水，为降低后续生化处理的有机负荷，絮凝沉淀通常用于预处理阶段，絮凝剂有磁粉个石灰-铁盐等。

2.生化处理经过预处理后的煤化工工业废水，我们一般采用缺氧生物法、好氧生物法相结合的处理工艺即A/O工艺，由于煤化工工艺废水中的含有杂环、多环类化合物，用传统好氧生物法处理过后的废水中COD指标很难稳定达标。

于是为解决以上问题，有人又提出了一些新的好氧生物处理方法，比如PACT法、厌氧生物法、流动床生物膜法（CBR），曝气生物滤池BAF法等。

（1）PACT法：

PACT法是通过在活性污泥曝气池中加入一定量的活性炭粉末，利用活性炭对溶解氧、有机物等的吸附作用，可以为微生物生长提供食物，来加快对有机物的氧化分解。

活性炭则可以用湿空气氧化的方法来再生。

（2）厌氧生物法：

它是将上流式厌氧污泥床（UASB）工艺应用于煤化工工业废水处理。

该方法所用反应器由荷兰的G.Lettinga等在1977年开发成功，在反应器底部设有污泥层，废水自下而上通过反应器，大部分有机物可被微生物转化成CO2和CH4。

在反应器上部，设有三相分离器，可以使气、液、固三相分离。

（3）流动床生物膜法：

CBR法其实是一种基于特殊填料的生物流化床工艺，该工艺在同一个处理单元中将活性污泥法与生物膜法有机结合，将特殊载体填料加入到活性污泥池中，微生物就可以附着在悬浮填料表面生长，从而形成微生物膜层。

反应池中生物浓度是悬浮生长活性污泥处理工艺的24倍，可达到812g/L，降解效率成倍提高。

（4）曝气生物滤池法：

曝气生物滤池法（BAF）是一种新型高负荷、浸没式、固定生物膜的反应池，该法集生物膜法、活性污泥法两种方法各自的优点于一身，还将物理过滤和生化反应两种处理过程集中到同一反应池中进行。

采用BAF法联合处理煤化工工业废水，取得了相当满意的效果。

优缺点对比：

PACT法比较环保，但是吸附的速度比较慢，吸附剂回收困难，比较适合处理含固体较多的工业废水处理;厌氧生物法在反应器中进行，压降较大，对温度要求高，适合处理有机物较多的工业废水处理;流动床生物膜法是两种方法的结合处理速度快，但是价格昂贵，适合处理要求高的工业废水处理;曝气生物滤池法，作为一种新方法价格高，工业废水处理效果好，但是还没有大规模的应用。

3.深度处理煤化工工业废水经过生化处理后，水中的COD指标、氨氮浓度等得到极大的降低，但难降解有机物仍使废水的色度、COD等指标无法达到排放标准。

因此，经过生化处理后的工业废水仍需进一步处理。

深度废水处理方法主要包括固定化生物技术、混凝沉淀法、吸附法和超滤、反渗透等膜处理法。

（1）固定化生物技术这是新发展起来的技术，可选择性固定优势菌种，同时能针对性地处理含有难降解有机物废水。

（2）混凝沉淀法该法是在生产过程中用混凝剂比如铝盐、铁盐、聚铁、聚铝及聚丙烯酰胺等来加强沉淀的效果，同时要调节好pH值，使废水中悬浮物在混凝剂作用下能够加快聚集、下沉，达到固液分离。

这样可以除去废水中悬浮有机物，有效地降低废水浊度。

（3）吸附法由于固体表面具有吸附溶质、胶质的能力，因此当工业废水通过比表面积很大的吸附剂时，其中的污染物就可能会被吸附到固体颗粒上。

这种方法可以获得较好的效果，同时也可能有吸附剂用量大、费用高的问题，容易产生二次污染。

（4）超滤、反渗透等膜处理法由于水资源日益短缺，水价格也不断上涨，工业废水循环利用势在必行，将膜技术应用到废水处理也越来越普遍。

目前，双膜技术作为国际上研发、工程化应用的热点技术，是有效的工程预处理方法，通过超滤除去废水中的大多数浊度、有机物，减轻对反渗透膜的污染，可延长膜的寿命，减少运行成本。

反渗透膜不但能去除工业废水中的有机物、降低COD含量，同时还有家较好的脱盐效果。

由于脱除COD、脱盐、脱色能同时在一步完成，使其出水品质高，可直接作为生产循环用水，可实现煤化工工业废水处理后的零排放和煤化工清洁生产。

优缺点对比：

固定化生物技术，对菌种的要求高，适合处理一些特定的难降解的废水;混凝沉淀法该技术比较成熟，应用广泛，但是对废水的pH值要求高;吸附法效果好，但是存在吸附剂用量大、费用高的问题的问题，适合处理含有固体颗粒较多的废水;超滤、反渗透等膜处理法是一种新方法，对膜的要求高，优点就是处理后的水质好，适合对处理要求高的工业废水。

4.“零排放”经膜法浓缩后，浓盐水含盐量非常高，难以回收利用，要想实现“零排放”，需要进一步的蒸发结晶处理。

一般可采用机械再压缩蒸发器将浓盐水进一步浓缩，蒸发器的目的是减少废水体积，产生高质的蒸馏水，循环使用，将污水作做大程度的浓缩。

浓缩后的高浓盐水经过结晶器或干燥器，形成固体晶体。

4.1机械蒸汽再压缩循环蒸发技术（MVR）,所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。

当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。

根据这种原理，用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。

在运作过程中，没有潜热的流失。

运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。

为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。

4.2晶种法技术,如废水里含有大量盐分或TDS，废水在蒸发器内蒸发时，水里的TDS很容易附着在换热管的表面结垢，轻则影响换热器的效率，严量时则会把换热管堵塞。

解决蒸发器内换热管的结垢问题，是蒸发器能否用作处理工业废水的关键。

开发了“晶种法”技术，解决了蒸发器换热管的结垢问题，使蒸发器能成功地应用于含盐工业废水的处理，并被广泛采用。

应用“晶种法“技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩器”（BrineConcentrator）。

经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,000pp，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。

“晶种法”以硫酸钙为基础。

废水里须有钙和硫化物的存在，浓缩器开始运作前，如果废水里自然存在的钙和硫化物离子含量不足，可以人工加以补充，在废水里加添硫酸钙种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。

废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子含量达到适当水平。

废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些种子上，并保持悬浮在水里，不会附着在换执管表面结垢。

这种现象称为“选择性结晶”。

卤水浓缩器通常能持续运作长达一年或以上，才需定期清洗保养。

在一般情况下，除了在浓缩器启动时有可能添加“晶种”外，正常运作时不需再添晶种。

用作混合盐结晶的结晶器，可用蒸汽驱动，也可用电动蒸汽压缩机驱动，后者是能效较高的系统。

（1）待处理浓卤水被泵进结晶器。

（2）和正在循环中的卤水混合，然后进入管壳式换热器。

因换热器管子注满水，卤水在加压状态下不会沸腾并抑止管内结垢。

（3）循环中的卤水以特定角度进入结晶罐，产生涡旋，小部卤水被蒸发。

（4）水分被蒸发时，卤水内产生晶体。

（5）大部卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至离心机或过滤器，把晶体分离。

（6）蒸汽经过除雾器，把附有的颗粒清除。

（7）蒸汽经压缩机加压，压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸馏水，同时释放潜热把管内的卤水加热。

（8）蒸馏水收集后，供厂内需要高质蒸馏水的工艺流程使用，在某些条件下，结晶器产生的晶体，是很高商业价值的化工产品。

4.3结晶器构造及