曹鋒　李江江

摘 要：煤制油的作用與效果相當(dāng)于石油，能夠緩解石油緊缺的現(xiàn)狀，保障國(guó)家的能源安全。但是，煤制油使用產(chǎn)生的廢水、廢棄物量龐大，污染問題是煤制油最大的問題。加上我國(guó)煤礦豐富的地區(qū)的水資源、水質(zhì)普遍較差，水資源制約著煤化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。所以，做好節(jié)水減排工作和廢水處理工作是緩解煤制油污染問題的重點(diǎn)。這樣能夠減少污水排放量，也能減少水資源浪費(fèi)情況，同時(shí)，也能減少?gòu)U水排入土壤、污染地下水，影響整個(gè)生態(tài)環(huán)境。本文設(shè)計(jì)了溶氣氣浮-微濾-反滲透-蒸發(fā)器組合系統(tǒng)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)煤制油高濃度廢水的良好處理和回收利用，減少?gòu)U水對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。

關(guān)鍵詞：煤制油；廢水處理；環(huán)保

1 工程概況

高濃度廢水主要指的是煤液化、加氫精制、加氫裂化和硫磺回收等裝置排出的含重金屬、有害物、無(wú)機(jī)鹽的廢水。這種廢水每年的排放量巨大、濃度極高，我國(guó)未出現(xiàn)完善完美的處理方式，廢水的處理難度大，廢水問題亟待解決。

我國(guó)《中國(guó)石油化工集團(tuán)公司暨股份公司工業(yè)水管理制度中推薦回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》一文規(guī)定了廢水的處理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)廢水排放進(jìn)行了嚴(yán)格要求，不達(dá)標(biāo)的廢水禁止排放。面對(duì)龐大、高濃度的廢水和嚴(yán)格的處理標(biāo)準(zhǔn)，煤制油高濃度廢水的工藝選擇難度和處理難度可想而知。

2 煤制油高濃度廢水處理具體設(shè)計(jì)

工藝流程介紹：脫酚后的高濃度到達(dá)廢水處理場(chǎng)之后，具體的處理方式如下：首先，筆者構(gòu)建了三個(gè)濾池，層層過濾，降低濃度。主要有厭氧生物濾池、兼氧生物濾池、好氧生物濾池三種。進(jìn)入廢水處理場(chǎng)的廢水大多已經(jīng)進(jìn)行過一次粗過濾-汽提裝置的過濾，所以，這些要處理的廢水大多質(zhì)量濃度不高，最高不超過100mg/L，要進(jìn)行下一步較細(xì)的過濾。筆者建議先使用一級(jí)渦凹?xì)飧√幚韽U水，這樣能顯著降低廢水濃度，最高不超過10mg/L，也能起到減少水中無(wú)機(jī)鹽、酚以及氨氮的作用。隨后，高濃度廢水將進(jìn)入渦凹?xì)飧‰A段，此階段核心手段就是利用廢水與其他物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)害物質(zhì)，降低廢水濃度。筆者建議投放適量的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，這兩種物質(zhì)迅速發(fā)生反應(yīng)，消耗大量的廢水。再次是進(jìn)行氣浮分離。利用微氣泡的吸附功能以及油的密度小于水的性質(zhì)，將廢水中的煤制油與水隔離開來(lái)，漸漸浮于上層。在氣浮分離階段，氣浮池內(nèi)部安裝刮沫機(jī)，剔除廢水中的浮渣，水油分離后，廢水中的含油量應(yīng)低于10mg/L。之后，廢水便來(lái)到生化吸水池。筆者建議勻質(zhì)罐進(jìn)口處安置水泵，大量廢水能平穩(wěn)進(jìn)至勻質(zhì)罐，實(shí)現(xiàn)后續(xù)生物處理水量的穩(wěn)定，促進(jìn)水質(zhì)得以凈化，防止廢水內(nèi)部產(chǎn)生巨大沖擊，破壞設(shè)備，功虧一簣。勻質(zhì)罐出口處應(yīng)安裝調(diào)節(jié)閥，保持廢水時(shí)刻的穩(wěn)定。最后，廢水進(jìn)入生化處理階段，也是處理最徹底的階段。生化處理系統(tǒng)一共有厭氧、兼氧和好氧生物濾池三個(gè)階段，三階段層層遞進(jìn)，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的凈化處理。首先，廢水進(jìn)入?yún)捬跎餅V池。厭氧處理，顧名思義，是處理廢水中不易自然降解的有機(jī)物，使之酸化水解和甲烷化，提高廢水的可生化程度，成功對(duì)其降解。這一過程的效果明顯且成本不高，同時(shí)易于安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗能較低，是目前十分流行的廢水處理設(shè)備。廢水中的物質(zhì)甲烷化后，產(chǎn)生大量甲烷氣體，此時(shí)可將其放置在沼氣內(nèi)進(jìn)行處理，廢氣得以回收利用，服務(wù)于當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活，為其提供沼氣。值得注意的是，甲烷與空氣混合容易爆炸，所以，在產(chǎn)生甲烷氣體之前、產(chǎn)生甲烷氣體過程中要嚴(yán)格控制，防止甲烷氣體泄漏產(chǎn)生危險(xiǎn)。該系統(tǒng)的底部需要排泥沙，防止廢水中泥沙沉積于底，導(dǎo)致已經(jīng)過濾的水又回流到初始階段。厭氧生物濾池的水接下來(lái)進(jìn)入兼氧生物濾池。這一濾池主要是將水中的碳源進(jìn)行反硝化，降低水中的堿量，也十分安全可靠，因?yàn)檫@一過程不產(chǎn)生硫化氫等有害氣體。兼氧生物濾池的水將流入好氧生物濾池中。好氧生物濾池能夠降解水中的有機(jī)物。該池的特點(diǎn)是由下至上層層將水遞進(jìn)上去，共有五級(jí)，第一級(jí)即最底層的水溢流后進(jìn)入第二級(jí)，如此類推，直到第五級(jí)時(shí)，廢水的濃度大大降低，能夠符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國(guó)家環(huán)保排污的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

筆者分析了現(xiàn)代的廢水處理與回收利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際效果，針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)的不足，設(shè)計(jì)出運(yùn)用溶氣氣浮-微濾-反滲透-蒸發(fā)器組合系統(tǒng)進(jìn)行煤制油高濃度廢水處理這樣更完善的工藝，經(jīng)過一系列檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)：該工藝方案顯著提升了廢水的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了廢水順利排放，減少了環(huán)境污染，也能更好地將廢水進(jìn)行回收和利用。該組合系統(tǒng)性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，將為高濃度廢水的“零排放”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，此次設(shè)計(jì)一改以往的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的生物處理不徹底、混凝沉淀仍然過多的問題，筆者設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠徹底地實(shí)現(xiàn)殺菌消毒，且速度很快，效果顯著。此外，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，安裝與操作十分簡(jiǎn)潔，也為工作人員的后期檢修降低了難度。本工程以國(guó)家關(guān)于廢水再生利用的政策要求為指導(dǎo)和目標(biāo)，致力于使煤制油高濃度廢水達(dá)到國(guó)家要求，減少?gòu)U水污染環(huán)境的情況，為我國(guó)環(huán)保工程助力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬傳軍，費(fèi)慶志，許芝，等.厭氧生物濾池-好氧生物炭濾池聯(lián)合處理生活污水[J].環(huán)境化學(xué)，2007，26（1）：70-72.

[2]馮敏.現(xiàn)代水處理技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：

曹鋒（1987- ），男，漢族，陜西榆林人，當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)員，當(dāng)前職稱：助理工程師，本科學(xué)歷，研究方向：煤制油，酚，油品加工提純。

李江江（1988- ），男，漢族，陜西榆林人，當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)員，當(dāng)前職稱：助理工程師，本科學(xué)歷，研究方向：煤制油，酚，油品加工提純。