MBR在煤化工污水處理中的可行性論文

　　1煤化工排水系統(tǒng)與污水特性

　　無論是傳統(tǒng)的煤制合成氨、煤制甲醇工業(yè)還是新興的以生產(chǎn)石油替代品為目的的煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣工業(yè)，其所排放污水主要為氣化污水、合成污水和產(chǎn)品精制污水。因氣化工藝和煤種等的不同，各種氣化污水水質(zhì)差異較大，但基本屬于高含油、高氨氮、高COD、高TDS、難生物降解廢水。合成污水和產(chǎn)品精制污水因合成物及合成反應(yīng)的不同水質(zhì)也存在較大差異。對(duì)于費(fèi)托合成污水，其COD、油、氨氮含量均很高、污染成分復(fù)雜、可生化性較差。對(duì)于甲醇合成與精制等污水，其污染物種類相對(duì)單一，盡管COD和油含量也較高，但可生化性較好。一般來說，煤化工污水的主要特點(diǎn)是污染物種類復(fù)雜、難生物降解組分較多、高含油、高氨氮、高COD、高TDS等。

　　2煤化工污水和回用水處理技術(shù)現(xiàn)狀

　　煤化工污水處理的主要目標(biāo)是要達(dá)到污水排放和再生回用要求，經(jīng)處理的再生水一般作為循環(huán)水場(chǎng)補(bǔ)給水回用，部分作為鍋爐補(bǔ)給水和廠區(qū)雜用水回用。隨著煤化工項(xiàng)目的陸續(xù)建設(shè)，煤化工污水處理與回用水技術(shù)也隨之不斷發(fā)展。目前，煤化工污水處理主要采用“預(yù)處理+生化處理”方法。預(yù)處理主要包括酚氨回收、破氰和除油等，其中酚氨回收和破氰處理一般在生產(chǎn)裝置區(qū)完成使其特征指標(biāo)滿足進(jìn)入集中污水處理站水質(zhì)要求。污水處理站內(nèi)的預(yù)處理設(shè)施主要為除油裝置，常用的有隔油沉淀和氣浮等設(shè)施。生化處理主要是去除氨氮和有機(jī)污染物，一般采用好氧活性污泥處理工藝，常用的有A/O及其各種變種工藝、SBR工藝和生物接觸氧化工藝等。為提高污水的B/C比或應(yīng)對(duì)較高的有機(jī)污染物濃度，一般會(huì)在好氧生物處理之前設(shè)置水解酸化、厭氧等工藝。常規(guī)的“預(yù)處理+生化處理”一般只能達(dá)到排放水質(zhì)要求，為達(dá)到回用目的，一般在常規(guī)生化處理之后設(shè)置回用水處理工序以進(jìn)一步降低污染物濃度。當(dāng)回用要求不太高時(shí)采用簡單的過濾工序即可，但當(dāng)回用水質(zhì)要求較高時(shí)，一般需要設(shè)置有針對(duì)性的處理工序。對(duì)于有機(jī)污染物不合格的污水一般設(shè)置深度生化處理工藝（常用的如BAF、O3-BAC、ACT等），對(duì)于含鹽量較高的污水則會(huì)設(shè)置除鹽設(shè)施（如膜分離、離子交換等）。由于煤化工污水一般具有含鹽量高和含有較多難生物降解組分，回用水處理大多采用“深度生化處理+膜分離”的組合工藝。

　　3MBR工藝技術(shù)及其應(yīng)用可行性分析

　　MBR工藝技術(shù)即膜生物反應(yīng)器（membranebioreactor，MBR）技術(shù)始創(chuàng)于20世紀(jì)60年代末期，典型的MBR工藝是將傳統(tǒng)活性污泥處理工藝與膜分離工藝相結(jié)合，其中活性污泥處理用于污染組分的生物降解，膜分離用于截留微生物。由于有效膜孔徑可以達(dá)到0.1μm以下，MBR能夠產(chǎn)生遠(yuǎn)優(yōu)于澄清過濾的高品質(zhì)出水，同時(shí)微生物的有效截留使得反應(yīng)器內(nèi)微生物量得以顯著提高并因此而減小反應(yīng)器容積、提高活性污泥工藝生物處理的效率。長期以來，MBR工藝被普遍認(rèn)為是一項(xiàng)能夠體現(xiàn)現(xiàn)代化科技水平的先進(jìn)技術(shù)，其在市政污水處理與再生回用領(lǐng)域和其他工業(yè)污水處理領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，但在煤化工污水處理與回用方面領(lǐng)域的應(yīng)用卻非常少。通過對(duì)MBR工藝技術(shù)特點(diǎn)與煤化工污水特點(diǎn)的比較研究，MBR處理工藝與煤化工污水有著很好的適應(yīng)性和優(yōu)越性，該工藝能夠高效地去除煤化工污水的主要污染物氨氮和COD，同時(shí)能夠產(chǎn)生高品質(zhì)可直接回用的再生水。

　　4MBR用于煤化工污水處理的工程實(shí)例與實(shí)驗(yàn)研究

　　目前，已有一些MBR工藝應(yīng)用于煤化工污水的`實(shí)際工程案例和實(shí)驗(yàn)研究，證明MBR工藝用于煤化工污水處理具有很好的效果。河南煤化工合成氨項(xiàng)目廢水經(jīng)過格柵攔截和氣浮預(yù)處理后依次進(jìn)入?yún)捬醭亍⒑醚醭剡M(jìn)行氨氮和COD去除，然后進(jìn)入MBR池實(shí)現(xiàn)泥水分離。天脊中化高平化工合成氨項(xiàng)目廢水經(jīng)過格柵攔截和氣浮預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬醭兀ˋ池）進(jìn)行水解酸化以及反硝化反應(yīng)，然后進(jìn)入好氧池（O池）進(jìn)行硝化反應(yīng)。

　　5結(jié)語

　　（1）綜上所述，采用MBR技術(shù)為核心工藝處理煤化工廢水是一種可行且高效的方法，對(duì)于與水資源狀況存在顯著矛盾的煤化工行業(yè)來說，其高品質(zhì)的產(chǎn)水能很好地滿足煤化工對(duì)污水再生回用、污水零排放的要求。MBR模塊化的設(shè)計(jì)、全自動(dòng)化的操作更能體現(xiàn)現(xiàn)代科技發(fā)展的技術(shù)水平，更能滿足現(xiàn)代新型煤化工企業(yè)的管理要求。

　　（2）MBR工藝與傳統(tǒng)活性污泥法工藝及其各種變種工藝相比具有很多優(yōu)勢(shì)，但單獨(dú)的MBR工藝并不能完全滿足煤化工復(fù)雜的水質(zhì)和日益提高且多樣化的回用水質(zhì)要求，它需要與傳統(tǒng)工藝有機(jī)結(jié)合相互彌補(bǔ)，綜合傳統(tǒng)工藝有機(jī)污染物去除性能與膜分離微生物截留性能，以使這一工藝技術(shù)滿足更廣泛的水處理和回用目標(biāo)。

　　（3）膜污染和膜壽命是制約MBR工藝應(yīng)用的重要因素，在膜抗污染研究和膜材料性能改善方面還需要做大量的工作。對(duì)于抗污染研究除了實(shí)驗(yàn)室研究之外，更重要的還是實(shí)際工程化應(yīng)用，這方面目前還只是剛剛開始。只有通過工程化應(yīng)用，在實(shí)踐中不斷總結(jié)工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，才能很好地發(fā)展這一前景廣闊的技術(shù)。