摘 " " "要： 煤化工企業(yè)排放廢水以高濃度的煤氣洗滌廢水為主，含有大量油類、懸浮物、氨氮、COD、苯酚、氰等有毒、有害物質(zhì)。綜合廢水CODcr一般在5 000 mg·L-1以上，氨氮在500 mg·L-1以上，是一種典型的難降解有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。通過總結(jié)、驗證現(xiàn)場多家專業(yè)除油公司的試驗數(shù)據(jù)及效果，設(shè)計組合多種除油工藝及新型材料，形成系統(tǒng)化的預(yù)處理除油工藝路線，提出適合于該類廢水的工藝方法，為項目改造及工藝工程設(shè)計提供參考依據(jù)。

關(guān) "鍵 "詞：煤化工廢水；高濃度難降解廢水；有機(jī)污染物；除油工藝

中圖分類號：X703 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A " " 文章編號： 1004-0935（2023）03-0331-04

新疆某新能源煤化工有限公司生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水原設(shè)計采用傳統(tǒng)預(yù)處理除油技術(shù)降低石油類含量，達(dá)到進(jìn)入酚氨回收裝置的標(biāo)準(zhǔn)，保證系統(tǒng)正常運行。實際項目運行后，酚氨回收系統(tǒng)一直運行不暢，油含量超出進(jìn)入酚氨系統(tǒng)的指標(biāo)要求。本次中試試驗通過總結(jié)、驗證現(xiàn)場多家專業(yè)除油公司的試驗數(shù)據(jù)及效果，設(shè)計組合多種除油工藝及新型材料，形成系統(tǒng)化的預(yù)處理除油工藝路線，提出適合于該類廢水的工藝方法。

1 "項目基本概況

新疆某新能源煤化工有限公司一期為生產(chǎn)甲醇、二甲醚、煤制液化天然氣項目，廢水經(jīng)過預(yù)處理除油、酚氨回收后進(jìn)入廠區(qū)污水處理系統(tǒng)。預(yù)處理除油的效果直接影響了后續(xù)酚氨回收及污水處理系統(tǒng)的運行，項目自建成后，酚氨回收系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)一直運行不暢，油含量檢測超出進(jìn)入酚氨系統(tǒng)的指標(biāo)要求。預(yù)處理除油效果直接影響了后續(xù)系統(tǒng)的運行，也成為該廠污水預(yù)處理關(guān)鍵問題。

本中試試驗處理水源為生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的廢水，含有大量油類、懸浮物及苯酚、氨、高COD等，成分復(fù)雜，較難處理[1-4]。預(yù)處理除油效果直接影響了后續(xù)工藝的穩(wěn)定運行，為解決該類煤化工廢水普遍面臨的難題，自2014年曾有多家專業(yè)除油公司在項目現(xiàn)場進(jìn)行中試實驗，大多并未取得較為滿意的效果，也有幾家取得了相對良好的效果。本次中試實驗主要為從中選取幾家效果較好的廠家進(jìn)行驗證，同時結(jié)合現(xiàn)場水質(zhì)，組合新工藝，解決后續(xù)系統(tǒng)難于運行的問題。

目前國內(nèi)外常用的廢水除油方法主要有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法[5-6]。物理法主要包括重力分離法、粗?；ǎň劢Y(jié)過濾法）[7-9]、離心分離法等；化學(xué)法主要包括絮凝法、化學(xué)氧化法、電化學(xué)法等；物理化學(xué)法主要包括氣浮法、吸附法、膜分離法[2]等；生物化學(xué)法主要包括活性污泥法、生物濾池法、生物膜法等。

2 "試驗部分

2.1 "試驗主要內(nèi)容

2.1.1 "試驗階段

試驗計劃分為4個階段進(jìn)行：吸附法除油工藝試驗階段，采用項目已經(jīng)購置的試驗裝置，主要為驗證性試驗；粗?；╗3]除油工藝試驗階段，采用新設(shè)計購置的試驗裝置；膜分離法除油工藝試驗階段，采用新設(shè)計購置的試驗裝置；離心分離法除油工藝試驗階段，采用新設(shè)計購置的試驗裝置。

2.1.2 "試驗監(jiān)控及檢測主要內(nèi)容

主要內(nèi)容：試驗設(shè)備運行狀態(tài)、進(jìn)出水水質(zhì)（總油、石油類、SS）、污堵物質(zhì)成分、總油與總酚 " " 含量。

2.2 "試驗過程及運行情況

2.2.1 "吸附法除油工藝試驗階段

吸附除油工藝水平衡圖如圖1所示。生產(chǎn)廢水儲存于煤氣水儲罐，通過一級提升水泵進(jìn)入超聲波破乳[6]（沉降池），產(chǎn)水進(jìn)入一級產(chǎn)水箱；通過二級提升泵進(jìn)入預(yù)過濾器，產(chǎn)水進(jìn)入二級產(chǎn)水箱；通過三級提升泵進(jìn)入除油過濾器，產(chǎn)水進(jìn)入三級產(chǎn)水箱。除油過濾器設(shè)置2臺，并聯(lián)使用。

設(shè)備24 h運行，系統(tǒng)進(jìn)水流量在400～600 L·h-1之間，出水在320～500 L·h-1之間。除油過濾器分為A和B兩組，每12 h切換一次，每次切換時用產(chǎn)水反洗一次，堿液清洗一次，再用產(chǎn)水正洗一次。反洗時間4 min，用水量500 L，反洗強(qiáng)度 " " " " 26.54 m3·h-1·m-2；堿液清洗時用50～100 kg氫氧化鈉配置800 L溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%～11%，清洗時間在60～90 min；正洗采用自來水，正洗時間 " 20～30 min，正洗完畢后浸泡至下一次使用。

吸附法除油裝置在一個運行周期內(nèi)，前期出水感官上清澈透明無任何雜質(zhì)，呈微黃色；隨著時間增長，后期產(chǎn)水的顏色會逐步加深，呈現(xiàn)棕紅色，如圖2所示。

2.2.2 "粗?；ǔ凸に囋囼炿A段

進(jìn)水來自煤氣水儲罐，第一級為自清洗過濾器，過濾精度25 μm；之后進(jìn)入緩沖罐，然后進(jìn)入X型過濾器，進(jìn)行第一級除油；出水進(jìn)入M型過濾器，進(jìn)行第二級除油；產(chǎn)水排走。

設(shè)備24 h運行，系統(tǒng)處理量3～4 m3·h-1，來水壓力0.05～0.20 MPa，系統(tǒng)排油為M型過濾器，平均4天左右排油一次，每次平均量約為14 L左右，最多一次為30 L。本系統(tǒng)無動力設(shè)備，反洗采用設(shè)備內(nèi)儲水，無化學(xué)清洗。

通過粗?；囼炑b置處理后，進(jìn)水較呈渾濁度狀態(tài)，出水清澈透亮無雜質(zhì)，如圖3所示。

2.2.3 "膜分離法除油工藝試驗階段

經(jīng)粗?；b置處理完后的水進(jìn)入陶瓷膜試驗裝置，陶瓷膜孔徑50 nm，進(jìn)水溫度45～55 ℃，pH值8.5～9.5之間，進(jìn)水壓力≤0.35 MPa，段間壓差 " " ≤0.15 MPa，通量暫按80 LMH開始運行，通量下降30%開始進(jìn)行化學(xué)清洗，濃液/清液gt;4。

經(jīng)陶瓷膜處理后，出水清澈透亮無雜質(zhì)，但靜置1 h后變渾濁產(chǎn)生沉淀物，如圖4所示。

2.2.4 "離心法除油工藝試驗階段

試驗水源分兩部分，第一步試驗取用煤氣來水直接進(jìn)入離心分離機(jī)，經(jīng)高速分離后出水測總油及石油類，進(jìn)水量199 L·h-1，出水量198 L·h-1，物料水溫約40 ℃左右。第二步取用換熱器進(jìn)水，進(jìn)入離心分離機(jī)，經(jīng)高速分離后測出水總油及石油類，同時觀察溫度對于離心處理效果的影響，進(jìn)水量 "99 L·h-1，出水量97 L·h-1，物料水溫70 ℃左右。

含油廢水經(jīng)過離心試驗裝置處理后，輕相為淡黃透明色無雜質(zhì)，重相為渾濁狀態(tài)。

3 "試驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

通過4個月的中試試驗，對幾種除油工藝進(jìn)行組合試驗驗證，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了跟蹤和記錄，其中主要是對試驗過程的進(jìn)出水水質(zhì)油及SS進(jìn)行跟蹤和記錄，同時對設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行了跟蹤記錄。因影響后續(xù)處理工藝主要為水中含油及SS的處理，故在本次中試過程中的主要針對總油、石油類和SS做分析及化驗。

3.1 "試驗過程水質(zhì)記錄

吸附法除油試驗過程水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表1所示，粗粒化法除油試驗過程水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表2所示，膜分離法除油試驗過程水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表3所示，離心法除油試驗過程水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表4所示，總油與總酚含量水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表5所示。

3.2 "試驗過程水質(zhì)分析對比

1）根據(jù)表1試驗數(shù)據(jù)可以看出，吸附法對于總油平均去除率＞87%，SS平均去除率＞72%，COD平均去除率＞73%，總酚平均去除率＞86%。由此可以得出，吸附法雖然對于油的去除達(dá)到了酚氨回收系統(tǒng)進(jìn)水指標(biāo)，但是將計劃回收的總酚也全部去除，故本方法不適用于后續(xù)設(shè)計酚氨回收的項目。

2）根據(jù)表2試驗數(shù)據(jù)可以看出，進(jìn)水總油及石油類數(shù)值高時，去除率也相對較高，進(jìn)水指標(biāo)較低時，其去除率也較低。出水SS值均低于300 mg·L-1，滿足要求。因粗?；ㄟm用于浮油、分散油及部分乳化油，對于乳化油及溶解油的去除效果較差，故本水源中含有400 mg·L-1以下的乳化油和溶解油。

3）根據(jù)表3試驗數(shù)據(jù)可以看出，膜分離法對于總油及石油類的去除率也都較低，石油類穩(wěn)定在400 mg·L-1以下，而對于SS的去除效果也不理想。因陶瓷膜孔徑為50 nm，故產(chǎn)水中的石油類主要為50 nm以下粒徑油，即溶解油較多。SS測定選用 "0.45 μm濾膜截留，理論上通過陶瓷膜后應(yīng)不含SS，結(jié)合現(xiàn)場觀察情況，過濾產(chǎn)水放置一段時間后明顯變渾濁，可以推斷得出水中含有部分物質(zhì)發(fā)生變化，造成SS檢測時數(shù)值偏高。

4）根據(jù)表4試驗數(shù)據(jù)可以看出，離心分離對于該類水中總油及石油類均幾乎沒有去除效果，故離心分離法不適用于該類廢水的預(yù)處理除油。

5）根據(jù)表5試驗數(shù)據(jù)可以看出，采用四氯化碳萃取測油時，加硅酸鎂吸附和不加硅酸鎂吸附，油值平均相差2 649.5 mg·L-1；測總酚時分別測定原水和經(jīng)四氯化碳萃取后上層液，總酚值平均相差 " " 2 795 mg·L-1，與油差值幾乎等同。

3.3 "該類新能源煤化工廢水水質(zhì)特點

通過本次試驗水質(zhì)檢測情況及現(xiàn)場觀察，可以得出該水質(zhì)具有以下幾個特點：水中含有的石油類約在600 mg·L-1以下，總油類最高約在5 000 mg·L-1以下；水中石油類物質(zhì)大多為乳化油和溶解油；處理達(dá)標(biāo)水遇光、氣等外部影響會發(fā)生變化，造成檢測時總油類數(shù)值上升；污水中含有大量可被四氯化碳萃取且影響總油值的極性酚類物質(zhì)。

3.4 工藝路線確定

確定的煤化工預(yù)處理除油工藝路線如圖6 " "所示。

通過現(xiàn)場的中試試驗，結(jié)合該水質(zhì)特點，建議對于該水質(zhì)進(jìn)行處理時，首先通過物理沉降法去除浮油、分散油，再用粗?；ㄈコＳ嗟姆稚⒂?、部分乳化油及可見懸浮物，處理完水質(zhì)避免接觸光、氣等外界影響，采用封閉式輸送。

4 "結(jié)束語

通過試驗階段的跟蹤記錄水質(zhì)化驗情況及試驗裝置的運行情況，針對該類煤化工污水提出適用可行的工藝路線，保證預(yù)處理出水達(dá)到進(jìn)入酚氨回收系統(tǒng)油含量指標(biāo)要求，同時確保設(shè)備穩(wěn)定運行，減少污堵情況，降低設(shè)備清洗及維護(hù)頻率。

通過本次中試試驗，確定了適用于此類污水的預(yù)處理除油工藝，并通過對于進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)、污堵污染物等的化驗分析，及中試設(shè)備的整體運行情況，提出了針對此類煤化工污水的可行性預(yù)處理除油工藝，為后續(xù)此類廢水工藝及工程設(shè)計提供參考依據(jù)。

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Pilot-Scale Research and Application of Oil Removal

Technology for Coal Chemical Wastewater

SUN Feng-ying

（Beijing Bangyuan Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Beijing 100124， China）

Abstract： The wastewater discharged by coal chemical enterprises is mainly high-concentration gas washing wastewater， which contains a large amount of oil， suspended solids， ammonia nitrogen， COD， phenol， cyanide and other toxic and harmful substances. The CODcr of the comprehensive wastewater is generally above 5 000 mg·L-1， and the ammonia nitrogen is above 500 mg·L-1， which is a typical industrial wastewater with refractory organic compounds. In this pilot test， by summarizing and verifying the test data and effects of several professional degreasing companies on site， a variety of oil removal processes and new materials were designed and combined to form a systematic pretreatment degreasing process route， which was suitable for this type of wastewater. The process method provides reference for project transformation and process engineering design.

Key words： "Coal chemical wastewater; High concentration refractory wastewater; Organic pollutants; Oil removal process