简介:本文是关于废水和水污染本科论文怎么写跟煤化工类研究生毕业论文范文.
摘 要：煤炭作为我国的主要能源物质,与中国工业的发展息息相关,现阶段我国煤化工产业已经是比较成熟的传统产业.随着人们对环境保护的日益重视,煤化工废水处理的要求日益严格,这不但有利于我国生态环境以及工业的长期可持续发展,还促进了煤化工产业与工业废水处理产业的发展.当前膜处理技术应用于各种废水的深度处理中,该技术对于废水净化效率较高,可通过综合利用膜技术和其他技术,使废水处理后满足回用水质的要求.
关键词：煤化工;废水处理技术;工程应用
引言
现如今,我们国家的煤化工产业发展速度非常快,再加上人民群众的环保意识显著提高,使得水处理的问题被更多的人所关注,相关的政府部门要重视煤化工企业的污染排放问题,在鼓励发展化工技术的同时,也要切实做好废水治理,对相关过程深入研究,控制污染物的排放,并找到最优的解决方法及技术,推动产业的可持续发展.
1煤化工废水概述
1.1煤化工废水的来源
煤化工是指以煤炭为原料,经过煤炭焦化、煤气化、煤液化、焦油化工、电石乙炔化、化工产品回收利用等化学生产过程,将煤炭转化为气态、液态、固态燃料及其他化工类产品,大致可分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化等.煤化工废水是指在煤化工生产工艺中产生的工业废水,主要包括焦化废水、洗涤废水、冷却水、气化废水和液化废水等.煤化工废水通常含有大量的固体悬浮物颗粒、酚类、油类、氨氮等污染物,另外含有呋喃、咪唑、稠环芳烃、萘、酮以及含氮氧硫的杂环化合物等多种难降解有机污染物,這些有机化合物未经处理将会对生态环境造成严重的污染.所以,对于煤化工业生产与加工过程中所产生的废水,一定要针对不同生产工艺废水的特点,采取相应的技术措施进行处理,及时去除废水中的有害物质,在符合环保排放标准的前提下排放或者将其循环利用,有效节约水资源,实现水资源的清洁利用.
1.2煤化工废水的具体种类
1.2.1煤液化废水.煤液化是利用固态煤生产汽油、柴油、液化气等燃料以及化学品的过程.煤炭原材料加工转化过程会逐渐产生并排放大量煤液化废水,该废水通常具有高浓度的COD、高色度,而整体盐含量是非常少的,这样就会出现高度乳化的现象,其不容易被降解.
1.2.2煤气化废水.煤制气是指原料煤和煤焦在某种特定的温度和压力环境下产生反应,产生水煤气.煤气化废水主要来自煤气发生炉的煤气洗涤、冷凝及净化等过程.水质极其复杂,含有大量酚类、长链烯烃类、芳香烃类、杂环类、氰、氨氮等有毒物质,这些成分很难分解,会对环境造成严重的污染,煤气化废水是一种典型的高浓度难生物降解的工业废水.
1.2.3煤制甲醇废水.通常,人们以水煤浆为原料,经加压气化、低温甲醇洗及脱硫等工艺,生产甲醇.煤制甲醇废水主要来源于气化废水,硫回收、甲醇精馏、灰水处理等装置所排的生产废水,煤浆系统的冲洗废水等.废水含有大量粉煤灰,氨氮、悬浮物含量高,如果不经过处理直接排放,将会对生态环境平衡造成不可逆转的破坏,因此煤制甲醇废水必须先处理后排放,以消除其环境破坏作用.
1.2.4煤焦化废水.煤焦化主要是原料煤在高温与真空的环境下分解,逐渐转变成为煤气、焦炭等物质的过程.煤焦化废水的主要成分为高浓度的酚类及氨氮,其含量低但具有高毒性,这是一种成分复杂、有毒、难降解的典型工业有机废水,常规煤焦化废水处理方法很难彻底清除污染物.
1.3煤化工废水的特点
煤化工废水中的污染物组分由于加工工艺的不同存在很大差异.废水含有多种污染物,如烷烃、烯烃、多环芳烃等杂环类有机污染物,氨氮、硫化物、氟化物等无机污染物,稠环芳烃、长链脂肪烃等致泡的油性物质,酚、氰化物硫化物等高毒性物质,还含有多种致色基团.同时,煤质差异、设备生产负荷变动、分离收集和处理工艺不够合理、管理水平差异等主客观因素也导致废水处理过程具有来水水质波动大等特点.
煤化工废水存在以下特征：废水排放量大,水质变化大;污染物浓度高,成分极其复杂;色度高,COD和BOD含量高;含多种生物毒性物质,生化降解难度大.当前,我国煤化工废水存在或多或少的问题,在很大程度上也对我国煤化工行业的健康稳定发展产生了极大的影响,使得煤化工企业举步维艰,面临着严峻的挑战和考验.
2煤化工废水处理技术面临的问题
2.1废水处理设备成本高
“十三五”期间,政府将逐步出台能源强度和总量双控制、碳交易、环境税等一系列节能和环境保护新政策,随着国家环境保护的新政策出台,对环保的力度逐渐加大.但是就目前国内化工企业对煤化工废水处理设备的科技技术没有跟上脚步.对于煤化工工厂来说,想达到国家规定的标准,并且高效完成任务,需要大量购买技术先进的废水处理设备,采购成本也就随之提高.除此之外,废水处理的过程中还需要大量的废水净化剂,只要废水不断产生,就会不断地消耗废水处理净化剂.所以,为了满足化工企业的环保标准,需要增加购买处理废水的先进设备以及大量的废水处理净化剂.
2.2废水预处理存在的问题
对于之前的废水处理过程,技术条件有限,加上煤化工企业对废水的预处理认知不足,采用的处理废水步骤为脱酸、萃取,脱氨等来完成废水中氨和酚的去除.但由于pH较高,酚的处理效果不好,所以生化段的水中存在大量的含酚成分.在废水处理完成后,若水中的酚和氨的含量不达标,则说明废水处理的效果不佳,水质仍处在较差的水平.不仅如此,对含油较高的废水处理中,用传统的处理方法会使得常规气浮装置有大量的泡沫,增大水油分离的难度.
2.3处理工艺落后,效果不佳
对于现有的废水处理方法,大多偏于传统方式,在实际的操作中运行稳定性不佳,处理过的废水也很难达到国家环保标准.在废水水质较为清洁的项目,传统的常规工艺可以达到标准.在化工废水处理中,水质很差,传统的处理工艺无法达到“零排放”的环保标准,往往会出现氨氮超标的情况.就我国现在的化工企业排放情况来看,大部分煤化工企业废水的COD值很高,只有很小一部分的化工企业可以做到排放废水稳定达标,排放废水超标对以后的回水利用也增加了一定的工艺难度.还有一部分企业的废水处理过程设计不合理,废水处理工艺步骤重复,不仅增加了处理成本,厌氧负荷也会偏低而导致最终的处理效果不佳.综上,大部分化工企业的处理废水工艺无法达到国家环保标准的“零排放”,但这种水质不达标的废水若直接排放,对环境的影响十分恶劣.
3煤化工废水处理技术
3.1物理化学处理技术
在煤化工生产企业中,对生产废水的处理一般采用物理化学处理技术,其是当前应用比较普遍,而且相对成熟的处理体系.目前煤化工生产企业中主要应用混凝法、吹脱法以及化学氧化法等.
首先,混凝法是该领域中比较常用的废水处理工艺,可以用于煤化工生产废水的预处理、中间处理和污泥处理环节中,是比较有效的煤化工生产废水处理技术.在具体应用时,企业需要合理的选择混凝剂,并且根据企业生产的实际情况和废水成分适当选择聚丙烯酰胺或者是氯化铝等作为助凝剂,按照其作用机理投放相应的比例用量,可以有效沉淀生产废水中含有的悬浮颗粒以及胶体物质.
其次,吹脱法则是利用种类繁多的吹脱设备,向生产废水中通入一定的空气,从而达到气液平衡的浓度状态.通常情况下利用填料吹脱塔进行处理,可以将拉西环、聚丙烯多面空心球等作为吹脱塔的填料,通过逆流操作促使废水从塔顶位置与自下而上的气体相接触,有利于将水中溶解的氨向气相转移.在煤化工生产废水中,由于其含有大量的尿素,所以在应用时应注意水温和pH值等的参数控制.
最后,化学氧化法即是针对煤化工生产废水中含有的氮化合物进行处理,利用多相湿式催化氧化法可有效降解有机化合物,实现对废水的净化处理.
3.2生物处理技术
在煤化工生产废水的处理技术中还包括生物处理工艺,在煤化工企业中是采用厌氧水解酸化法以及两相厌氧生物处理技术、厌氧-缺氧-好氧活性污泥法等,对废水中的污染物进行处理.其中,厌氧水解酸化法则是通过利用微生物内活动所产生的酶,对废水中含有的复杂结构有机物进行降解,比如多环芳烃或者是长链化合物等.而两相厌氧生物处理技术的应用,则是要保障将产酸菌和产甲烷菌放置在相同的条件下,并通过环境调节,促使产酸菌和产甲烷菌处于效率最佳的状态下,能够有效的处理煤化工生产废水.厌氧-缺氧-好氧活性污泥法是近年来出现的一种普遍采用的处理工艺,企业的相关工作人员要结合自身生产废水的特征挑选具有优势的生物菌种,在生产废水处理过程中,可以达到85%的氨氮去除率.
4煤化工废水处理技术优化研究
4.1保障运行稳定的技术优化
现如今,在煤化工废水处理过程中,存在的主要问题便是工艺较为复杂,但是成果不具备稳定性.在煤化工领域中,“厌氧+多级好氧”的处理方式得到了大范围的普及,可是,这两个过程完全不能处于同一个时间以及空间中,另外,兼氧过程也不够完善.为了能够对废水处理系统的稳定性做出保障,对处理的方式开展了强化,将开关曝气阀门安装在了A/O池中,同时以进水氨气、氮含量作为标准,调整污泥回流比.借助技术的强化,废水处理系统的抗冲击力显著提升,出水中的有机物含量减少,运行整体效果趋于稳定.
4.2预处理
煤化工工程中产生的废水中存在大量不易降解的有机物,所以第一步的目标即是对这类不易降解的有机物进行预处理,但是就现有的技术水平来看,一般的分离技术达不到理想的效果.可以最先用砂沉对废水中的有机物进行浓缩,静态处理,再通过栅格等用具过滤物质,接着对已经无明显沉淀物的废水采取砂水分离等操作,同时,还可能对水质进行中和操作,最后就可以分离出废水的油相和水相.
4.3生化处理
在废水进行预处理后,一定程度上会清除废水中的可见污染物,但实际上,废水中还是会存留一些杂质,无法做到完全清洁,需要进一步处理.首先,利用A/O 等工艺处理水相,降低水相的COD 值,并在传统的A/O 基础上,在水中加入厌氧微生物,达到降解联苯、喹啉等有机物的目的.在沉降的工艺中,需要分离并去除链上的化学物质,使链状化学物质进一步分解成短链的化学物质,以上技术对工业废水的预处理有重要作用.不仅如此,还可以采用SBR 等工艺,结合物理沉淀法去除废水水体中的有机污染物.
4.4水资源优化调度
针对回用水站以及浓盐水站而言,对其出水标准进行提高,可以借助水资源优化调度法实现.将反渗透的技术应用于超滤水箱中,如此一来,废水便能够进行超滤和反渗透处理,所以,水质不能够和原始流程进行对比.将多介质过滤的方式应用于浓盐水站中,即便废水浊度处于0.5NTU至1.0NTU范围内,相较于超滤产水稍大,可是,因为其中存在纳床、HERO以及超滤过程,从实践过程中能够看出,针对煤化工废水的处理而言,水资源优化调度法可以发挥巨大作用,具备可行性.
4.5泡沫及臭气优化控制方法
对于玻璃钢防护罩而言,作为一种前端装置,它是应用于泡沫及臭气优化技术中的,其功能包括四个方面.首先,对消泡管松动的情况进行控制;其次,环境温度低的情况下,废水温度可以避免出现大幅降低;再次,臭气可以于顶端进行采集,池体位置的封闭可以得到保障,气体不会出现逸散;最后,可以有效地对泡沫膨胀率进行控制.
对泡沫及臭气优化控制工作而言,其中的关键过程主要有两个,分别是规避泡沫的出现和对已经出现的泡沫的处理.在泡沫出现之前,控制泡沫出现的方式主要有三种,分别是对EC外循环厌氧回流速度加大、BE生物低溶解氧曝气浓度提高以及氮气气浮除油.经过实验可以了解到,上述三种方式相较于以往使用的废水处理办法,在所出现的泡沫量上较低.当泡沫出现后,在A/O池玻璃钢防护罩的顶端位置和BE生物增浓池中,进行消泡管的设置,玻璃钢防护罩的作用是保证泡沫不会出现满溢的情况,向其中导入甲醇,泡沫则会快速消失.
4.6精细化管理
煤化工生产的技术含量较高,只有煤化工企业高层对企业精细化管理,才能实现企业以及化工产业的可持续发展.首先,化工企业需要从整体上探究污水处理前后的系统联系,从煤的质量、工艺设计、运营环境等方面对主要的煤化工工程以及产生的水污染物来源特点有明确的了解,进而采取措施,减少污染物的排放.其次,废水处理技术需要重新工业化,在研究深度与主要工艺相同的基础上,需要起到一定的环保带头作用,不能一味地复制模仿.最后,企業应该重新树立排放废水的思想,丢掉重生产轻环保的老旧思想,落实国家的废水处理标准,积极培训企业工作人员的思想以及技术,真正达到精细化管理.
5结束语
我国蕴含着十分丰富的煤炭资源,虽然我国工业水平得到了良好的发展,工业产业中的煤化工行业发展水平也逐渐提高,但煤化工行业发展所面临的环境污染问题也愈加严重,其中废水问题日益成为煤化工行业发展瓶颈,煤化工行业会产生大量废水,废水中含大量的有毒有害物质,并且污染物种类相对较多、浓度相对较高,因此如何有效、低成本地处理煤化工行业废水,减小对环境影响,是当下煤化工行业一个非常值得研究的重点问题.
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（作者单位：青海大美煤业股份有限公司）
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煤化工引用文献:
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[3] 石油化工废水处理学论文选题 石油化工废水处理论文题目选什么比较好
