Общеизвестно, что одной из важнейших проблем, которые необходимо учитывать для всех проектов в области угольной химии, является очистка сточных вод, поскольку сточные воды угольной химической промышленности имеют сложный состав, содержат как твердые взвешенные частицы, так и токсичные и вредные вещества, такие как аммонийный азот и сульфиды. Загрязнение, вызванное ненадлежащей обработкой, может легко привести к дефициту водных ресурсов из-за ухудшения качества воды. Таким образом, проблема очистки сточных вод в угольной химической промышленности стала ключевой проблемой для развития отрасли.
Источники сточных вод угольной химической промышленности:
Производственная цепочка угольной химической промышленности в основном включает газификацию угля, сжижение угля и коксование угля. Образующиеся сточные воды включают, в частности, сточные воды коксования, сточные воды сжижения угля и сточные воды газификации угля. Процессы угольной химии требуют большого количества воды, в основном для промывки и конденсации газа, что приводит к образованию соответствующих сточных вод. Эти сточные воды содержат загрязняющие вещества высокой концентрации и имеют сложный состав, с преобладанием фенольных соединений, и представляют собой промышленные сточные воды высокой концентрации, которые трудно поддаются биологическому разложению.
Классификация сточных вод угольной химической промышленности:
Сточные воды угольной химической промышленности — это промышленные сточные воды, образующиеся в процессе производства. Классификация варьируется в зависимости от технологического процесса и включает в основном сточные воды производства газа из угля, производства синтетической нефти из угля, производства кокса из угля, а также производства метанола и олефинов из угля.
1.Сточные воды производства газа из угля: Сточные воды газификации угля происходят из процессов промывки, конденсации и очистки газа в газогенераторах и являются типичными сточными водами, содержащими ароматические и гетероциклические соединения. Они содержат множество видов загрязняющих веществ, в основном аммонийный азот, фенолы, нефтепродукты, цианиды, сульфиды и др., большинство из которых токсичны и вредны. Сложности обработки проявляются в следующем: сложный состав сточных вод; высокая концентрация загрязняющих веществ, требующая высокой нагрузки на обработку; токсичные вещества (фенолы, цианиды) подавляют активность микроорганизмов; плохая биологическая разлагаемость и трудность биоразложения сточных вод.
2.Сточные воды производства синтетической нефти из угля: Производство синтетической нефти из угля — это процесс производства топлива, такого как бензин, дизельное топливо, сжиженный газ, и химических продуктов из твердого угля. Сточные воды этого процесса характеризуются высокой концентрацией ХПК, цветностью, степенью эмульгирования и трудно поддаются разложению. Основные особенности высококонцентрированных сточных вод производства синтетической нефти из угля: содержание серы и фенолов, relatively низкое содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ, высокая концентрация ХПК, выходящая за рамки обычной биологической обработки, и низкое содержание солей. Эти сточные воды имеют большой объем сброса, высокую концентрацию и трудно поддаются обработке.
3.Сточные воды производства кокса из угля: Производство кокса из угля refers к процессу нагревания каменного угля без доступа воздуха для получения кокса. Объемы сброса ХПК и аммонийного азота в процессе коксования в Китае весьма значительны. Загрязняющие компоненты в сточных водах коксования сложны, и концентрация загрязняющих веществ сильно варьируется. Исследования показывают, что в сточных водах коксования присутствует 15 категорий 558 видов органических веществ, в основном фенолы и аммонийный азот в высоких концентрациях, а также органические и неорганические загрязнители с низким содержанием, но высокой токсичностью. Это типичные промышленные органические сточные воды с большим объемом, широким распространением, сложным составом, токсичностью и трудностью разложения.
4.Сточные воды производства метанола и олефинов из угля: Источником сточных вод производства метанола из угля в основном являются сточные воды газификации, их characteristics — высокое содержание аммонийного азота и ХПК. Сточные воды производства олефинов из угля — это сточные воды, образующиеся в процессе синтеза олефинов после производства метанола из угля, с высоким содержанием вредных веществ. Прямой сброс приведет к серьезному загрязнению, а такие методы обработки, как биологическая очистка или прямое сжигание, связаны с высокой стоимостью.
Особенности сточных вод угольной химической промышленности:
(1) Сложный состав, высокая концентрация загрязняющих веществ: предприятия угольной химии производят большие объемы сточных вод со сложным качеством, содержащих большое количество твердых взвешенных частиц, высокие концентрации, множество трудноразлагаемых загрязнителей, таких как различные фенолы, цианиды, полициклические ароматические углеводороды, тиоцианаты, бензпирен, хинолин, индол, дифенил, нефтепродукты и другие токсичные, вредные и трудноразлагаемые органические загрязнители, а также различные неорганические загрязнители, такие как аммонийный азот и сульфиды. ХПК и цветность сточных вод очень высоки, что относит их к промышленным сточным водам, которые трудно обрабатывать.
(2) Высокая опасность, плохая биологическая разлагаемость: многие органические загрязнители в сточных водах угольной химии трудно разлагаются, поэтому они опасны. Цианиды являются highly токсичными веществами, вызывают отравление центральной нервной системы, приводя к параличу и удушью; фенолы являются высокотоксичными веществами, оказывают прямое токсическое действие на клетки организмов, вызывают головокружение и бессонницу, а также разъедают слизистую оболочку. Высокие концентрации аммонийного азота в сточных водах угольной химии, попадая в водоемы, вызывают неприятный запах воды, легко вызываютэвтрофикацию водоема, серьезно разрушая водную экосистему. Высокое содержание некоторых органических веществ, таких как гетероциклические и ароматические соединения, в сточных водах угольной химии, их трудная биологическая разлагаемость, превышение пределов толерантности микроорганизмов, токсическое действие на микроорганизмы, неблагоприятное дляих выживания, — все это приводит к плохой биологической разлагаемости сточных вод.
Как достичь нулевого сброса сточных вод угольной химической промышленности?
Конечная цель нулевого сброса сточных вод — это отсутствие сброса, а не оптимальное качество очищенной воды; показатели очищенной воды должны лишь соответствовать требованиям для точек повторного использования. Большинство существующих систем обработки сточных вод угольной химии выбирают подпитку систем оборотного водоснабжения в качестве основной точки повторного использования. Согласно соответствующим стандартам, предельные концентрации общего растворенного solids и химической потребности в кислороде для подпиточной воды оборотного цикла составляют 1000 мг/л и 30 мг/л соответственно. В настоящее время выбранные технологические схемы нулевого сброса mostly представляют собой многоступенчатые мембранные процессы, качество очищенной воды которых значительно превышает указанные стандартные значения. Таким образом, мембранная обработка стала предпочтительным методом обработки сточных вод угольной химической промышленности.
Значение обработки сточных вод угольной химической промышленности:
В настоящее время новая угольная химическая промышленность aims на создание чистой энергии и производство продукции на основе угля, такой как природный газ из угля, метанол из угля, ароматические углеводороды из угля, этиленгликоль из угля и т.д. Огромное преимущество в виде низкой стоимости постепенно заменяет традиционную продукцию из нефти и газа. Однако в Китае распределение ресурсов угля и водных ресурсов является обратным: провинции Шэньси, Шаньси, Нинся и др. обладают около 67% разведанных угольных ресурсов страны, но менее 4% водных ресурсов. Серьезный дисбаланс в распределении водных ресурсов в значительной степени / серьезноограничивает устойчивое и здоровое развитие угольной химической промышленности.В то время как новая угольная химическая промышленность приносит огромные удобства для промышленного развития, она также сталкивается с серьезной проблемой большого водопотребления и большого объема сброса сточных вод. Статистика показывает, что объем сточных вод, образующихся при производстве 1 тонны олефинов и 1 тонны нефтепродуктов, составляет approximately 10-15 тонн и 4-6 тонн соответственно. Прямой сброс без обработки приведет к порочному кругу нехватки водных ресурсов, а также нанесет серьезный ущерб окружающей среде. Поэтому разработка экономически эффективных технологий обработки для снижения сброса сточных вод угольной химической промышленности и повышения их способности к повторному использованию имеет важное практическое значение и ценность применения.
