煤制自然氣是新型煤化工開(kāi)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，氣化是其龍頭技術(shù)。煤制自然氣的氣化技術(shù)目前主要采用碎煤氣化工藝，其產(chǎn)生的廢水中含有大量懸浮物、油、氨、氰化物和酚類(lèi)(苯酚、甲基苯酚、二元酚、多元酚等)等物質(zhì)，屬高濃度有毒難降解廢水。生化處置及水回收應(yīng)用，特別是在無(wú)外排接納水體狀況下高濃鹽水的處置與應(yīng)用是現(xiàn)階段煤化工產(chǎn)業(yè)開(kāi)展面臨的嚴(yán)重環(huán)保課題。目前生化處置大多采用A/O工藝，出水CODcr通常可達(dá)350mg/L，經(jīng)過(guò)酚、氨回收，預(yù)處置及生化處置后的碎煤氣化廢水，其中大多數(shù)污染物得到去除，但某些主要污介入標(biāo)仍不能到達(dá)排放規(guī)范。為了滿足下游回用途理請(qǐng)求，需設(shè)置深度處置系統(tǒng)。

　　1、中試實(shí)驗(yàn)

　　某大型企業(yè)在內(nèi)蒙某煤制自然氣廠建立了一套碎煤氣化廢水全流程處置設(shè)備，包括生化、中水回用、膜濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶四個(gè)單元，最終產(chǎn)出合格的氯化鈉和硫酸鈉產(chǎn)品。生化單元工藝流程為“調(diào)理池+水解酸化+兩級(jí)A/O+臭氧氧化+曝氣生物濾池/PMBR”；中水回用單元工藝流程為“混凝沉淀+多介質(zhì)過(guò)濾+超濾+反浸透”；膜濃縮單元工藝流程為“軟化廓清池+多介質(zhì)過(guò)濾+離子交流樹(shù)脂+超濾+海水反浸透+電解氧化+納濾+納濾產(chǎn)水反浸透”；蒸發(fā)結(jié)晶單元工藝流程為“氯化鈉MVR蒸發(fā)結(jié)晶+硫酸鈉MVR蒸發(fā)-冷凍結(jié)晶”。本工業(yè)廢水處理工藝流程如圖1所示。

　　中試設(shè)備從2018年2月開(kāi)端調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)，4月打通全流程，5月產(chǎn)出了合格的氯化鈉、硫酸鈉單質(zhì)結(jié)晶鹽，8月完成了性能考核。

　　2、深度處置工藝

　　在調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)了兩種生化深度處置工藝，在2018年4月至6月采用“二沉池出水+溶氣氣浮+臭氧催化氧化+BAF工藝”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)BAF工藝)，工藝流程如圖2所示。2018年7月采用“二沉池出水+混凝沉淀+臭氧催化氧化+PMBR工藝”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PMBR工藝)，工藝流程如圖2所示。同時(shí)對(duì)中水回用單元流程也實(shí)施了相應(yīng)調(diào)整，BAF工藝對(duì)應(yīng)的中水回用流程為BAF出水+高密+超濾+反浸透;PMBR工藝對(duì)應(yīng)的中水回用流程為PMBR出水+超濾+反浸透。

　　3、剖析與討論

　　3.1 出水水質(zhì)

　　兩種深度處置工藝各運(yùn)轉(zhuǎn)了一段時(shí)間，對(duì)主要水質(zhì)指標(biāo)CODCr、NH4-N、總氮、總酚實(shí)施了檢測(cè)剖析，將BAF工藝和PMBR工藝二沉池出水水質(zhì)和最終出水水質(zhì)實(shí)施比擬，結(jié)果如圖3所示。

　　圖3標(biāo)明，PMBR工藝在二沉池出水CODCr動(dòng)搖較大狀況下，最終出水水質(zhì)優(yōu)于BAF工藝。二者對(duì)CODCr的去除較穩(wěn)定。圖4標(biāo)明，兩種深度處置工藝對(duì)NH4-N的去除效果顯著，最終出水NH4-N都到達(dá)設(shè)計(jì)請(qǐng)求(<5mg/L)，PMBR出水NH4-N簡(jiǎn)直檢測(cè)不到，去除效果更優(yōu)。圖5標(biāo)明，兩種深度處置工藝對(duì)TN的去除不是很理想，這是由于在深度處置段沒(méi)有去除硝態(tài)氮的手腕，NH4-N轉(zhuǎn)化為NO3-，NO3-增加形成。圖6標(biāo)明，兩種深度處置工藝對(duì)總酚都有一定的去除效果，且PMBR工藝總酚去除效果較好，剖析緣由是活性炭吸附增強(qiáng)了去除效果。

　　對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)階段水質(zhì)數(shù)據(jù)取均勻值，剖析各設(shè)備污染物的去除率，采用BAF工藝二沉池出水及深度處置出水指標(biāo)如表1所示。

　　溶氣氣浮添加絮凝藥劑，較多的浮泥和膠體物質(zhì)被去除，其對(duì)CODCr的去除有一定奉獻(xiàn)。臭氧接觸塔水中臭氧含量到達(dá)50～80mg/l，色度去除效果明顯，對(duì)總酚的去除效果顯著，提升了廢水可生化性。曝氣生物濾池(BAF)對(duì)氨氮、總氮和總酚的去除效果相對(duì)明顯，但去除CODcr的效果有限。這是由于魯奇酚氨污水中含有比酚更難降解的有機(jī)物，可思索采用物理辦法進(jìn)一步去除，如膜過(guò)濾法等。

　　采用PMBR工藝二沉池出水及深度處置出水指標(biāo)如表2所示。

　　高密池的主要作用是去除硬度、硅等，池內(nèi)投加混凝劑和絮凝劑，對(duì)浮泥和膠體物質(zhì)也有一定的去除效果，臭氧接觸氧化塔和PMBR反響器完成深度去除污水殘留的難降解有機(jī)物。臭氧接觸氧化塔有效降低污水色度。PMBR反響器進(jìn)一步吸附、過(guò)濾、截留、去除污水殘留污染物，CODCr和總酚去除率分別到達(dá)66.6%和87.2%，出水指標(biāo)均勻值CODCr67.4mg/L，SS5.5mg/L，NH4-N<0.025mg/L，總氮14.2mg/L。

　　經(jīng)過(guò)比擬發(fā)現(xiàn)，PMBR工藝對(duì)CODCr、NH4-N、總酚的去除率要優(yōu)于BAF工藝，特別是CODCr的去除，PMBR反響器由于添加了活性炭粉，有效吸附了難降解的CODCr。對(duì)總氮的去除效果雖不顯著，但也可到達(dá)設(shè)計(jì)出水請(qǐng)求(<15mg/L)。而BAF工藝中CODCr、總酚的出水指標(biāo)較高，其對(duì)魯奇廢水中難降解的有機(jī)物去除有一定的局限性。

　　3.2 操作運(yùn)轉(zhuǎn)

　　實(shí)驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)期間發(fā)現(xiàn)，溶氣氣浮設(shè)備勞動(dòng)強(qiáng)度較大且控制不易，需經(jīng)常實(shí)施操作調(diào)整(以控制好氣水比)，出水指標(biāo)動(dòng)搖較大，如控制不好，出水含懸浮物較多，梗塞后續(xù)臭氧塔，需對(duì)臭氧塔頻繁反洗，影響設(shè)備出水才能和穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)；高密設(shè)備操作控制相對(duì)較易，僅對(duì)加藥控制好就可保證出水指標(biāo)相對(duì)平穩(wěn)；PMBR處置才能強(qiáng)，在進(jìn)水指標(biāo)動(dòng)搖范圍大的狀況下，出水指標(biāo)動(dòng)搖相對(duì)較小，其耐沖擊負(fù)荷才能較高，但需投加活性炭粉，其藥劑耗費(fèi)約為1.59元/噸水，其運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)高于BAF工藝。且PMBR膜污堵風(fēng)險(xiǎn)較高，需經(jīng)程序設(shè)定定時(shí)實(shí)施反洗，也提升了運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)。思索后續(xù)中水回用單元，由于PMBR出水水質(zhì)較好，可直接進(jìn)超濾設(shè)備，比照BAF出水還需進(jìn)高密除硬、除硅，其在中水回用單元的運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)要低。綜合比擬，兩種深度處置工藝在運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用方面差距不大。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　BAF和PMBR兩種深度處置工藝對(duì)生化二沉池出水的CODCr、NH4-N、TN、總酚均有一定的去除效果，PMBR工藝對(duì)難降解有機(jī)污染物的去除效果較顯著，其對(duì)CODCr和總酚去除率分別到達(dá)66.6%和87.2%，遠(yuǎn)高于BAF工藝對(duì)CODCr(9.5%)和總酚(32.7%)的去除率，但經(jīng)過(guò)操作運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)其在活性炭粉投加效率和循環(huán)應(yīng)用方面還有提升空間，需思索降低運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)。BAF工藝是傳統(tǒng)的污水深度處置工藝，關(guān)鍵在前端廢水可生化性的提升，臭氧催化氧化可有效提升廢水B/C，利于后續(xù)工藝的牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)。