煤化工废水的主要来源是焦化废水和液化废水。煤化工废水主要由高浓度煤气涂料洗涤废水组成,含有300多种污染物。传统的煤化工废水处理方法包括物理法和生物法,而先进的处理方法包括膜分离法和物理化学法。煤炭资源是我国重要的基础资源,煤化工行业通常指煤气化、焦化等,包括煤基碳材料等。
目前,我国煤化工企业正面临煤炭富余而石油短缺的局面。煤气化是用水量大、废水产生量大、污染物浓度高的重点工序,在一定程度上制约了煤化工企业的发展。加强煤化工废水处理技术的研究对于促进企业的可持续发展具有重要的现实意义。
煤化工废水的来源及处理
1. 煤化工废水的来源 焦化废水是指高温干馏焦化过程中形成的复杂残余氨冷凝物,以及煤气净化和焦油输送过程中产生的复杂废水。气化废水是指锅炉中煤以空气为气化介质,通过化学反应将可燃物转化为气态燃料时产生的洗气废水及其他气化废水。
常用方法包括添加液态炉渣和流化床气化炉渣。液化废水是在炉内高温高压条件下与煤气直接液化,将燃料的有机聚合物结构转化为低分子量液态燃料。 煤气化间接液化产生合成气,合成气与催化剂反应生成燃料油。煤化工废水的特点是成分复杂,含有大量固体悬浮颗粒、氧气、硫化物等有毒有害物质,化学需氧量(COD)值和色度高。
废水中污染物含量变化较大,煤化工废水的COD值在2000-5000mg/L之间,氨氮在200-600mg/L之间,氰化物在10-30mg/L之间。氰化物等污染物浓度高,且含有多种难降解有机化合物,增加了处理的难度。
2. 废水处理的作用 煤化工废水具有高度危险性,若直接排放到自然环境中,会造成严重的环境污染。煤化工废水含有大量有机物,会破坏土壤的结构和性质。废水中的有机物与土壤中的其他物质发生反应,容易生成致癌有机化合物。如果煤化工废水通过植物进入人体,会对人体健康造成严重危害。直接将煤化工废水排放到河流中会污染周边水资源,导致水生生物灭绝,破坏河流生态系统。
煤气化废水回收过程中产生的污染物成分复杂。通常情况下,苯酚可以通过回收和处理来降低其含量。生物化学技术可以降低废水处理的难度,提高水质和资源利用效率。苯酚的回收处理主要采用溶剂萃取和脱酚工艺,并利用苯酚回收设备进行。
苯酚溶于水的密度低于溶剂的密度,从而实现苯酚的转移。常用的溶剂是二异丙醚,无需碱反萃取。通过蒸汽汽提萃取可溶性气体,实现氨气与气体的分离。实现磷氨再生,蒸馏冷凝氨,并通过氨回收处理有效降低废水浓度。