煤化工廢水中氨氮去除方法的研究及工程應(yīng)用

黃亞奎

(伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司，新疆 伊犁 835000)

一、煤化工廢水的分類及水質(zhì)特點

（一）焦化廢水

焦化廢水主要來自煤煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收精制等過程產(chǎn)生的廢水，其廢水排放量大，成分復(fù)雜，典型的廢水水質(zhì)為含酚1000～1400mg/L，氨氮2000mg/L左右，COD3500～6000mg/L，氰化物7～70mg/L［1］。同時含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環(huán)化合物和聯(lián)苯、萘等多環(huán)芳香化合物(PAHs)。焦化廢水有機(jī)物組成中，大部分酚類、苯類化合物在好氧條件下較易生物降解，吡啶、呋喃、萘、噻吩在厭氧條件下可緩慢生物降解，而聯(lián)苯類、吲哚、喹啉類難以生物降解，這些難以生物降解的雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香化合物不但穩(wěn)定性強(qiáng)，而且通常具有致癌和致突變作用，危害更大，所以焦化廢水處理一直是工業(yè)廢水處理中的難點。

（二）煤氣化廢水

在國內(nèi)煤氣化技術(shù)主要有3 種:一是“德士古”氣化工藝，主產(chǎn)甲醇，采用水煤漿氣化技術(shù)，水質(zhì)特點為高氨氮(約400mg/L)，高溫氣化方式，水質(zhì)相對潔凈，有機(jī)污染程度低;二是“溫克勒”氣化工藝，采用煤粉濕潤氣化技術(shù)，主產(chǎn)甲醇，廢水特點為高氨氮(約300mg/L)、高氰化物(約50mg/L)，也是高溫氣化方式，有機(jī)污染程度較低;三是“魯奇”氣化工藝，采用低溫氣化工藝，主產(chǎn)煤氣，副產(chǎn)甲醇，水質(zhì)特點為高COD(約5000mg/L)、高酚(約1500mg/L)、高氨氮(約500mg/L)、高氰化物(20mg/L)、高油類(約200mg/L)，濁度較高，是氣化廢水中成分最復(fù)雜、最難處理的廢水。

（三）煤液化廢水

煤液化廢水主要包括高濃度含酚廢水和低濃度含油廢水。高濃度含酚廢水主要包括煤液化、加氫精制、加氫裂化及硫磺回收等裝置排出的含酚、含硫廢水。其廢水水質(zhì)特點為油含量及鹽離子濃度低，COD 濃度很高，其中多環(huán)芳烴和苯系物及其衍生物、酚、硫等有毒物質(zhì)濃度高，可生化性差，是一種比較難處理的廢水。

例如：神華煤直接液化項目高濃度含酚廢水水質(zhì)為:COD10000mg/L，揮發(fā)酚50mg/L，氨氮100mg/L，油100mg/L，S2－50mg/L。低濃度含油廢水包括來自煤液化廠內(nèi)的各裝置塔、容器等放空、沖洗排水，煤制氫裝置低溫甲醇洗廢水及廠區(qū)生活廢水等，該廢水油含量較高，有機(jī)物濃度低。神華煤直接液化項目含油污水水質(zhì)為:COD500mg/L，揮發(fā)酚30mg/L，氨氮30mg/L，油500mg/L，S2－30mg/L。

二、煤化工工業(yè)廢水中有哪些氨氮的處理工藝及應(yīng)用

厭氧反應(yīng)會使廢水中的硝酸鹽含量上升，進(jìn)而增加厭氧池中的pH 值，較高的pH值可以促進(jìn)池內(nèi)有機(jī)物的分解與脫離。吹脫、氣提工藝主要指的是將廢水通過通氣的方式，對氣體中可溶于水或易溶于水的氣體通過股入氣流的方式將易溶于水的氣體帶出。吹脫是煤化工廢水中氨氮去除的常用工藝之一，它實現(xiàn)的方式較為簡單并且十分便捷。通常情況下，很多煤化工企業(yè)都會運用這種工藝對廢水中易溶于水的物質(zhì)進(jìn)行催化并且提純。對于吹脫、氣提工藝，通常以空氣作為運行載體，以空氣作為載體十分環(huán)保，而且取材也十分方便。

三、煤化工廢水處理中A/O 工藝對氨氮去除的控制要點分析

在去除有機(jī)物的過程中，要對產(chǎn)生的硫化氫和甲烷等氣體進(jìn)行吸收，只有這樣才能避免因處理煤化工廢水而產(chǎn)生的二次污染。從廢水處理的PH 值角度進(jìn)行分析，煤化工廢水中氨氮去除的過程中，除了進(jìn)行污水預(yù)處理外，還要進(jìn)行廢水生化和物理去除工藝。此項工藝的主要目的是對已進(jìn)行預(yù)處理的污水進(jìn)行二次凈化，也就是深度凈化。預(yù)處理的污水從UASB 工藝中完成后，進(jìn)入A/O 池硝化反應(yīng)池進(jìn)行凈化。A/O 池硝化反應(yīng)池主要是將污水中的氨氮進(jìn)行轉(zhuǎn)化，氮元素轉(zhuǎn)化為氨離子。通常情況下，污水中含有大量有機(jī)物，有機(jī)物中含有氮元素，通過A/O 池硝化反應(yīng)中微生物的代謝，使氨氮含量降低。

A/O 池硝化反應(yīng)池對氨氮含量可以進(jìn)行很大程度的降解，但它有較為嚴(yán)格的外部條件，比如，要求發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境P（含量）＜3mg/L、溶解氧、污泥齡、污泥回流等，在此種環(huán)境下才能有利于反應(yīng)池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。A/O 池硝化反應(yīng)池是煤化工廢水中氨氮去除的重要環(huán)節(jié)。A/O 池硝化反應(yīng)中影響氨氮降解的主要原因：氨氮的降解過程中可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水COD 指標(biāo)在合理范圍內(nèi)，對于A/O 池硝化反應(yīng)影響較小，但是進(jìn)水COD 指標(biāo)較低時，二沉池出水COD 指標(biāo)升高，污泥繁殖緩慢，主要是來水可生化性低導(dǎo)致；進(jìn)水氨氮指標(biāo)在設(shè)計范圍內(nèi)，基本對于A/O 池硝化反應(yīng)影響較?。贿M(jìn)水酚類物質(zhì)對于生化系統(tǒng)的影響，通過分析判斷，主要可能是多元酚、多苯環(huán)類物質(zhì)的影響，對于生化系統(tǒng)影響較大；污泥濃度不是影響A/O 池硝化反應(yīng)的主要因素。污泥濃度低可能導(dǎo)致A/O 池抗沖擊性不好；污泥濃度高導(dǎo)致A/O 池能耗增加，磷源投加量增加，曝氣量不足，A/O 池缺氧等一系列問題。

結(jié)語

綜上所述，由于我國煤化工企業(yè)廢水中氨氮去除工藝的發(fā)展，需要人們投入更多的人力物力去解決工藝整合技術(shù)。對于工業(yè)化發(fā)展十分迅速的今天，回用水的產(chǎn)出是地球工業(yè)用水必然的轉(zhuǎn)換形式。通過對銨根離子的凈化，可以實現(xiàn)工業(yè)廢水回收，這是極具環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的。