煤气化废水处理技术研究进展

煤气化废水处理技术研究进展第４６卷第９期煤炭科学技术Ｖｏｌ２０１８年第９期煤炭科学技术第４６卷环境污染的前提下ꎬ挖掘石油和天然气的替代能源ꎬ充分利用现有煤炭资源ꎬ这给新一代煤制气产业提供了广阔的发展空间ꎮ据«煤炭深加工产业示范“十三五”规划»ꎬ预计２０２０年ꎬ煤制天然气产能将达１７０亿ｍ３/ａꎬ与２０１５年相比提高４.９倍[１]ꎮ煤制气是高耗水产业ꎬ水资源消耗量和废水产生量均很大ꎬ而新疆伊犁、内蒙古鄂尔多斯和陕西西北部等主要煤制气项目所在地水资源相对匮乏ꎬ水环境容量有限ꎬ这使节水技术和污水处理技术成为行业发展的关键之一ꎮ煤化工废水“零排放”示范项目的推进也是“十三五”期间的另一重要规划ꎮ因此ꎬ开发低成本、低能耗、运行稳定和良好出水水质的煤制气废水处理工艺ꎬ最大程度实现节能、节水、水回用和“零排放”ꎬ是煤制气行业废水处理领域的迫切需求ꎮ笔者主要从酚氨回收、生物处理和深度处理３方面ꎬ对煤制气废水处理技术特点进行总结ꎬ以期为煤制气废水处理技术的发展提供技术支撑ꎮ１煤制气废水来源及水质特点煤气化生产工艺约有２０多种ꎬ其生产过程大体包括以下环节:备煤单元、气化炉单元、急冷和洗涤单元、变换单元、酸性气体脱除单元、甲烷化单元和后续甲烷化反应发生器单元等[３]ꎮ其中煤气急冷和洗涤过程产生大量废水ꎬ这些废水成分十分复杂ꎬ因采用的生产工艺、气化炉的类型、操作条件和原煤类型的不同而有很大差异ꎬ包含了大量的有毒有害物质ꎬ其中有机物质主要包括酚类、芳香族化合物、多环芳烃类、芳胺类、噻吩类、氮杂环类、长链烷烃类等ꎻ无机物有氰化物(ＣＮ－)、硫氰酸盐(ＳＣＮ－)和氨氮等[４]ꎮ有机物中ꎬ酚类物质如苯酚、甲基酚、多元酚等为主要污染物ꎬ与羟基化合物、多环芳烃、氧/硫杂环化合物和脂肪酸等化合物一起贡献废水ＣＯＤ总量的６０％~８０％[５－６]ꎮ这些物质不仅具有很高的毒性和致癌致畸性ꎬ且部分物质难以通过生物手段去除ꎬ具有环境持久性ꎬ一经排放会对生态环境产生长期危害[６]ꎮ２煤制气废水处理技术研究现状２.１煤制气废水处理工艺文献数量统计随着煤制气生产工艺的改进提升ꎬ煤制气废水处理技术也在不断推陈出新ꎬ目前常规处理流程如图１所示ꎬ高浓度酚氨废水首先通过脱油除尘技术进入酚氨回收过程ꎬ此环节实现酚氨回收的资源化利用ꎬ同时脱除酸性气体ꎬ出水中含有大量有毒有害难降解物质ꎻ之后进入生物处理阶段ꎬ这一过程使酚类和氨氮等大