1、高酚氨煤化工廢水處理技術及案例2015.51前言 煤化工廢水主要來自煤氣凈化過程，水質成分復雜，主要特征為高酚、高氨，此外還含有大量有毒有害物質，是一種典型的高濃度難生物降解工業廢水。我國能源資源的基本特點是“富煤、貧油、少氣”，發展新型煤化工產業對于緩解我國石油、天然氣等優質資源的供求矛盾，促進化工、鋼鐵、輕工和農業的發展，具有非常重要的作用。雖然我國經濟發展方式的改革促使大力建設煤化工企業成為我國很多地區工業發展的熱點，但富煤少水的地理空間分布，使得水資源的嚴重匱乏成為我國煤化工企業發展的瓶頸，尋求投資省、水質處理好、工藝穩定性強、運行費用低的煤制氣廢水處理工藝，最大限度地實現省水、節水和

2、回用，已經成為煤制氣產業發展的迫切需求。2技術介紹 2.1技術原理 煤化工廢水的處理主要包括預處理、生化處理和深度處理，預處理主要是通過萃取技術回收廢水中大量的酚和氨，降低廢水污染物濃度和毒性。生化處理是煤化工廢水的核心部分，廢水通過預水解酸化過程，將懸浮物轉化為溶解性物質，水解酸化菌把復雜的有機物分解為易于生物處理的短鏈的、小分子有機物，從而提高廢水的可生化性；厭氧塔系統實現有機物的羧化轉變過程，并利用厭氧細菌將部分污染物轉化成甲烷；氧化池利用好氧微生物的代謝作用降解水中大部分有機污染物；氮的生物去除在厭氧和好氧的交替環境中利用硝化菌和反硝化菌的作用，實現氮的轉化和去除，并進一步降解廢水中的

3、有機物。深度處理用以進一步去除廢水中的污染物，混凝沉淀池是通過混凝劑與廢水混合，快速形成大而密實的絮體，對COD有良好的吸附去除效果；生物膜技術作為深度處理中的生物處理，通過附著生物膜的代謝進一步去除水中殘留的有機污染物。通過對煤化工廢水的多級生化處理，實現廢水的達標排放。 2.2工藝流程 哈爾濱工業大學韓洪軍教授研究團隊根據多年的研究成果提出EBA多級生化工藝處理煤化工廢水，在國內首次實現了煤化工廢水的達標排放。煤化工廢水EBA多級生化處理工藝是包括水解酸化、外循環厭氧、接觸氧化、AO工藝、清水脫氨等在內的多級生化組合工藝。圖1 煤化工廢水EBA多級生化處理工藝3典型案例 3.1項目概況 中

4、煤龍化哈爾濱煤化工有限公司是“八五”期間國家重點工程，旨在調整哈爾濱市的燃料結構，提高哈爾濱市大氣環境質量。2005年中石油發生的硝基苯重大污染事件，化工企業的環境污染問題引起國家有關單位的重視。2006年9月1日國家環保總局針對煤化工廢水污染松花江的問題對中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司下發了全國六大環保案件督辦通報，限期治理。哈爾濱工業大學韓洪軍教授課題組將EBA多級生化工藝處理煤化工廢水工藝應用與中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司煤氣化廢水處理工程，該示范工程2007年7月18日開始施工，2008年5月4日開始調試，2009年5月22日通過國家環保總局委托黑龍江省環保廳的驗收，于2009年底被評為

5、煤化工廢水處理達標排放示范工程。 3.2設計規模 中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司污水處理站廢水主要由造氣廢水和甲醇生產廢水等組成，其中造氣廢水水量為210m3/h，甲醇生產廢水水量為20m3/h，生活廢水130m3/h。 3.3水質特點分析 中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司產生的廢水中揮發酚、總酚和氨氮含量較高，COD濃度3000-4500mg/L，總酚濃度600-800mg/L，氨氮濃度100-200mg/L。表1 廢水主要水質指標 3.4工藝概述 中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司的煤制氣廢水處理工藝由外循環EC厭氧塔、預水解酸化池、翻騰式接觸氧化工藝、A/O工藝、生物脫氨工藝、混凝沉淀工藝和曝氣生物

6、濾池組成。 外循環EC厭氧塔主要由水解酸化罐、外循環EC厭氧塔兩部分組成。煤制氣廢水通過厭氧水解酸化罐，將復雜的有機物分解為易于生物處理的短鏈的、小分子有機物，從而提高廢水的可生化性，出水進入外循環EC厭氧塔進一步實現有機物的羧化轉變過程，并利用厭氧細菌將部分污染物轉化成甲烷。 翻騰式接觸氧化池工藝采用BE生物增濃接觸工藝，該工藝充分發揮生物膜和活性污泥聯合工作的優勢，獲得較高的生物量和生物活性，可以有效地降解廢水中的有機污染物。 A/O池是在缺氧和好氧的交替環境中，利用硝化菌和反硝化菌的作用脫除廢水中氨氮并進一步去除廢水中COD的過程。 生物脫氨池利用流化生物填料，形成流化狀態生物膜，進入生

7、物脫氨池內的廢水具有一定濃度的氨氮，因此其生物膜主要以硝化為主。 混凝沉淀池是通過混凝劑與廢水混合，利用絮體吸附COD，通過沉淀將COD從廢水中分離出去。 曝氣生物濾池采用的陶粒填料具有巨大的比表面積，其上固定著豐富的菌群形成了高活性生物膜，具有優良的氧化降解和吸附水中污染物的功能。圖2 EC厭氧塔圖3 翻騰式接觸氧化池圖4 混凝沉淀池圖5 曝氣生物濾池圖6 水質變化情況圖7 國際水協（IWA）2012年工程創新獎 3.5項目分析 目前，EBA多級生化工藝技術已在中煤龍化哈爾濱煤化工公司煤制氣廢水處理中成功運行6年，處理后廢水達標排放，COD去除率大于98%，基建費用節省30%左右，運行費用減

8、少25%左右，廢水處理成本約3.25元/噸。該技術具備占地小、投資省、運行成本低、出水水質高、操作簡單、運行穩定的特點，預計每年化學需氧量(COD)減少9500噸/年，生化需氧量(BOD)減少1740噸/年，總酚減少850噸/年，解決了該廠廢水對松花江及其周圍環境的污染問題，降低了松花江流域的污染程度，社會效益和經濟效益顯著。該技術于2009年通過黑龍江省環境保護廳的環保驗收。目前該技術正在中煤鄂爾多斯能源化工有限公司煤化工廢水零排放工程中進行應用，處理后的廢水全部回用，實現煤化工廢水的達標排放。 3.6關鍵技術、創新點、技術水平 本項目的關鍵技術和創新性成果包括：（1）開發了分相厭氧-多級生

9、化組合工藝處理煤化工廢水技術；（2）構建煤化工廢水典型污染物分相厭氧共代謝處理技術及理論；（3）開展改良A/O工藝低氧脫氮機理研究，探討解除硝化抑制和反硝化脫氮的主控因子；（4）研究取得了煤化工廢水中典型污染物在分相厭氧-多級生化組合工藝中的降解機理及其轉化途徑。 技術水平： 本項目的研究成果達到國際先進水平，先后獲得了2011年國際埃尼獎提名獎，2011年華夏建設科技進步一等獎，2010年黑龍江省科技發明一等獎，2009年國家科技進步二等獎等獎項，2012年該研究成果獲得國際水協會（IWA）項目（東亞和亞太地區）工程創新獎。 4結論和建議 隨著我國煤化工產業的蓬勃發展，煤化工廢水處理成為其主要制約因素，國家對環境治理力度的加大給煤化工廢水的處理提出更高的要求，針對煤化工廢水處理中存在的主要問題，提出以下建議： 從技術方面入手，將先進的水處理技術引入煤化工廢水處理中，實現煤化工廢水零排放和企業水資源平