煤化工企业气化污水预处理工艺选择与研究

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　　摘 要：煤化工企业气化装置产生的污水主要含有悬浮物、COD、氨氮、硬度、硅酸根等，气化污水硬度大导致后续污水处理设备及管道结垢严重，SiO2含量高导致后续回用水装置超滤及反渗透膜污染，清洗频繁，正常生产受到影響。本文结合煤化工气化污水的特点及气化废水处理过程中出现的问题，深入探讨了煤气化污水预处理工艺选择，解决气化污水处理相关问题。
　　关键词：煤化工；气化污水；处理工艺
　　某煤化工项目气化装置采用水煤浆气化加压技术，采用煤为原料，生产粗煤气，气化装置产生的污水排至污水处理装置经过生化处理后，进入回用水装置深度处理并回用。气化污水硬度大导致污水处理装置设备及管道结垢严重，SiO2含量高导致后续回用水装置超滤及反渗透膜污染，清洗频繁，正常生产受到影响。因此，需要对气化污水进行预处理，降低硬度及二氧化硅含量，保证后续污水处理装置及回用水装置稳定运行。
　　1 设计水质
　　根据气化污水水质监测结果，设计进水水质如下：
　　2 废水处理工艺方案选择
　　2.1 除硬技术的选择
　　电絮凝就是以电能消耗代替强化混凝沉淀的药剂加入的一种工艺，至于化学反应的作用原理二者无区别，因此，二者的取舍主要取决于消耗和处理工艺的稳定性。电絮凝存在着电极易钝化、能量消耗大、运行成本较高等问题；另一方面，电絮凝应对水质波动能力较差，当水质变化加大，电絮凝工艺反应滞后，对产水水质要求比较严苛的情况下不适用。
　　结合本项目设计情况，水煤浆气化产生的污水水质复杂，含有高浓度CODcr、氨氮，且水质、水量波动较大，为确保工程的长期稳定可靠运行，该项目选择了强化混凝沉淀工艺，采用“氢氧化钠+碳酸钠”组合的加药方式。
　　2.2 脱硅工艺技术
　　除硅工艺可分为化学方法和物理方法，物理方法包括超滤脱除胶体硅、气浮脱除胶体硅、反渗透脱硅、电渗析脱硅。从上述工艺中可以看出，物理脱硅并不能从根本上将硅从水系统中剥离，只能浓缩，需配套相应的消除单元才可应用，并不适用于本项目工况。
　　化学脱硅主要是混凝脱硅，混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法。这是一种非深度脱硅方法，一般的混凝+过滤可去除60%的胶体硅，混凝+澄清过滤可去除90%的胶体硅。本项目投加氢氧化钠是本系统本身就要投加的脱硬药剂，在脱硬的同时，其与镁硬以兼顾脱硅，不再单独针对脱硅再次投加药剂。
　　2.3 改造方案
　　为实现除硬、脱硅目的，气化污水预处理使用一体化高密度沉淀池进行强化混凝沉淀，该工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，利用动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化[1]。采用高密度沉淀池，投加聚合硫酸铁、氢氧化钠、碳酸钠、阴离子聚丙烯酰胺等药剂，一方面可以去除废水中的硬度和部分碱度，另一方面对非常规性结垢离子如钡、锶、二氧化硅和铁等，以及氨、CODCr、BOD5及各类重金属杂质均有一定的去除作用。沉淀池出水进入中和池，经加酸中和后的污水进入生产废水调节池后再进入SBR系统。高密度沉淀池池产水钙镁硬度可稳定控制在≤240mg/L，二氧化硅<30mg/L，浊度≤10NTU，减少污水设备及管道的结垢，降低对超滤、反渗透膜系统的污染，满足正常生产及园区外排水质要求。
　　3 结论
　　气化来水经过高密度沉淀池处理后，可缓解污水处理系统的压力，有效去除来水SS、硬度、硅化物，从根本上解决污水处理系统存在的问题，实现污水处理系统长周期、高负荷、安全运行，同时保证回用水装置外排废水环保达标。
　　参考文献：
　　[1]徐奇峰.高密度沉淀池工艺浅析[J].中国新技术新产品，2015（18）.
　　[2]李洪春.煤化工装置中煤气化废水的处理与回用[J].新疆化工，2009（4）：7-11.
　　[3]乔丽丽，耿翠玉，乔瑞平等.煤气化废水处理方法研究进展[J].煤炭加工与综合利用，2015（2）：18-27.
　　[4]于航，于广欣，王建伟等.超临界水氧化处理煤气化废水的试验研究及组合工艺思路探讨[J].水处理技术，2013，39（2）：112-115.
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