煤化工廢水中氨氮去除工藝
在我國已經(jīng)探明的資源中,煤炭資源占了大部分,我國的煤炭儲(chǔ)量在世界上也是名列前茅的,但是事實(shí)上,我國是一個(gè)十分缺少石油資源的國家,主要能源只有煤炭。煤炭資源在應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生許多廢棄物,影響綠色發(fā)展。煤炭也屬于是不可再生資源,但我國隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而逐漸提高了對煤炭的需求量,導(dǎo)致我國對煤炭能源的需求量增加,但其卻不一定能夠滿足不斷增加的需求量。如何提高煤炭的利用率、降低煤炭化工的污染,是我國現(xiàn)階段著重解決的問題,同時(shí),推動(dòng)以清潔能源為主要消耗資源也是十分重要且新興的。
1、現(xiàn)階段煤炭化工主要產(chǎn)生的污染物及處理意義
煤炭化工行業(yè)主要是對煤炭進(jìn)行不同的加工,使煤炭通過與不同化學(xué)品的結(jié)合形成各種不同類型的燃料,滿足各工業(yè)的需要。但是在加工過程中,其與化學(xué)品發(fā)生反應(yīng)后,會(huì)產(chǎn)生煤化工廢水,其是對環(huán)境污染最主要的環(huán)節(jié),因?yàn)槊禾炕U水里面包含大量的氨氮物質(zhì)。在對煤炭進(jìn)行加工時(shí),也會(huì)運(yùn)用大量的水資源,水資源浪費(fèi)及水污染是影響煤化工行業(yè)發(fā)展最主要的原因之一,含有大量氨氮物質(zhì)的廢水屬于高污染廢水,并且不可能通過環(huán)境的自然循環(huán)進(jìn)行凈化,如果進(jìn)入人們?nèi)粘I钪?,?huì)嚴(yán)重威脅人們的身體健康。因此,煤炭化工廠需要建設(shè)在較為偏遠(yuǎn)的地區(qū),且其工作過程中要盡可能地不影響周邊居民的生活。隨著我國城市化的不斷發(fā)展,許多煤炭化工企業(yè)的周邊會(huì)逐漸建設(shè)其他設(shè)施,煤炭化工過程中產(chǎn)生的廢水如果無法及時(shí)被解決,將對環(huán)境和居民身體健康十分不利?,F(xiàn)階段,雖然制定煤化工廢水的排放標(biāo)準(zhǔn),但事實(shí)上,不同工藝產(chǎn)生的煤炭化工廢水的組成成分差異較大,不可能運(yùn)用一個(gè)方法去解決,所以,在煤炭化工廢水中,要對其進(jìn)行凈化處理是較難的。
對煤化工廢水進(jìn)行及時(shí)處理,不僅能提高我國水資源的利用率,還能降低煤化工廢水對我國現(xiàn)階段環(huán)境的污染,最主要的是,煤化工廢水如果進(jìn)入正常的水循環(huán),會(huì)對人們的健康生活造成威脅;如果沒有對煤化工廢水進(jìn)行及時(shí)凈化,就會(huì)造成水資源浪費(fèi)。我國水資源分布不均勻,盲目浪費(fèi)水資源對于我國未來發(fā)展是十分不利的。不經(jīng)處理的煤化工廢水如果排入大自然,對大自然的危害是十分大的。如果及時(shí)處理煤化工廢水,上述問題不僅能有效避免,也能從煤化工廢水中提取中許多利于化工發(fā)展的物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)利用,降低其他能源的耗費(fèi),同時(shí),處理煤化工廢水能夠提高經(jīng)濟(jì)效益,給煤化工廠帶來一定的收益,推動(dòng)煤化工廠的發(fā)展。
2、對煤化工廢水進(jìn)行處理的措施
煤炭化工廢水對環(huán)境會(huì)帶來嚴(yán)重污染。通過近年來的研究可以發(fā)現(xiàn),采用以下方法對煤炭化工行業(yè)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行良好處理,能夠使我國環(huán)境得到較好的保護(hù)。
(1)采用生物法硝化反硝化工藝,對煤炭化工廢水中氨氮化合物進(jìn)行去除。在鼓風(fēng)通氧條件下,氨氮被硝化細(xì)菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽。硝化反應(yīng)過程需要在好氧(Aerobic或Oxic)條件下進(jìn)行,并以氧作為電子受體,氮元素作為電子供體。在缺氧條件下,利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱膹U水中逸出,從而達(dá)到除氮的目的。
硝化反硝化工藝能夠很好地去除煤化工廢水中的氨氮和有機(jī)物,在現(xiàn)階段煤炭化工行業(yè)廢水處理中較為常用,其易于操作、運(yùn)行成本低,能夠在一定程度上節(jié)約煤炭化工廢水處理的成本。
(2)采用厭氧工藝法,對煤炭化工廢水中氨氮化合物進(jìn)行去除。厭氧工藝最主要的特點(diǎn)是通過降低廢水中氧含量使微生物與廢水進(jìn)行脫離。在無氧的條件下,能提高微生物與廢水之間的脫離量,降低廢水中微生物的含量,減少厭氧池中硝酸鹽的含量。在厭氧反應(yīng)過程中,廢水中的硝酸鹽含量會(huì)上升,從而增加厭氧池中pH,加大廢水中微生物與水資源之間的脫離程度,使有機(jī)微生物進(jìn)行分解與脫離,達(dá)到對水資源進(jìn)行凈化的目的,降低煤炭廢水中微生物的含量。現(xiàn)階段,該方法在煤炭化工行業(yè)廢水處理中較為常用,易于操作,節(jié)約成本。
(3)吹脫、氣提工藝是在煤炭化工廢水處理中及其常用的方式,最主要的特點(diǎn)是在煤炭化工廢水中排放氣體,將液體中能夠溶于水以及易溶于水的物質(zhì)帶出,能夠較好地將水中的有害物質(zhì)帶出對化工廢水,達(dá)到凈化目的。該方法能對廢水中易溶于水的有害物質(zhì)進(jìn)行催化和提純,極易操作,而且成本較低,相較于生化工藝來說,許多化工廠更多地會(huì)采用這種方式,但其能耗高、產(chǎn)生廢氣污染物需處理,綜合運(yùn)行成本較高。
現(xiàn)階段,隨著科學(xué)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國在煤炭化工廢水方面也研發(fā)了許多新的處理方法,能夠更好地處理煤炭工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)和氨氮化合物。
(1)生物法。
對于煤化工廢水中氨氮化合物質(zhì)的處理十分有效,能夠很好地降低煤炭化工廢水中有機(jī)物濃度,對于氨氮化合物的去除更是直接有效。生物法能夠使煤化工廢水更好地達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),降低對環(huán)境的污染。在生物法應(yīng)用的過程中,主要包含的工藝:活性污泥法、生物脫氮法和生物強(qiáng)化技術(shù)生物技術(shù)。因?yàn)榛U水中氨氮物的含量較高,其他方式去除氨氮物可能會(huì)有殘留,生物方法能去除得更徹底。
(2)通過硝化反硝化反應(yīng)對煤炭化工廢水進(jìn)行處理。
在我國許多煤炭化工企業(yè),對煤化工廢水的處理上,首先,運(yùn)用隔欄的方式過濾煤炭化工廢水中的許多固體雜質(zhì)。當(dāng)清除廢水中的固體雜質(zhì)之后,使進(jìn)入機(jī)械的廢水較為干凈,避免固體物對機(jī)械造成損壞。對煤炭化工廢水進(jìn)行氨氮降解,通過硝化反硝化反應(yīng),能夠在一定程度上使煤炭化工廢水中的氨氮物得到有效處理,同時(shí),硝化反硝化反應(yīng)能夠降低煤炭化工廢水中的生物毒性,但是在反應(yīng)過程中一定要盡可能地調(diào)節(jié)好運(yùn)行溫度,將溫度控制在15~30℃,以便較好地推動(dòng)反應(yīng)的進(jìn)行;在實(shí)際操作過程中,如果反應(yīng)池的溫度達(dá)到50℃以上,對于硝化反應(yīng)來說十分不利的。在反應(yīng)結(jié)束之后,要將污水排入二沉池,二沉池處理能夠通過物理的方式將煤炭工業(yè)廢水中的污泥與水進(jìn)行分離,使廢水得到循環(huán)使用。運(yùn)用物理方式對煤炭化工中的雜質(zhì)進(jìn)行分離,比運(yùn)用化學(xué)工藝的分離效果更為明顯。在廢水處理過程中,生物方式與物理方式的結(jié)合能夠在一定程度上提高廢水處理的效率及有效性。
3、結(jié)語
現(xiàn)階段,我國對煤炭化工廢水的處理工藝中,不僅對過去老舊的處理方法進(jìn)行了完善,也通過實(shí)踐提出了新興且有效的處理方法。煤炭資源的應(yīng)用會(huì)造成我國環(huán)境損害,但是隨著我國煤炭化工廢水處理工藝的逐漸成熟,相信在不久的將來,我國會(huì)朝著綠色可循環(huán)方向不斷發(fā)展。(來源:中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司)