MBR在煤化工污水處理中的可行性

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1煤化工排水系統與污水特性

無論是傳統的煤制合成氨、煤制甲醇工業還是新興的以生產石油替代品為目的的煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣工業，其所排放污水主要為氣化污水、合成污水和產品精制污水。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。合成污水和產品精制污水因合成物及合成反應的不同水質也存在較大差異。對于費托合成污水，其COD、油、氨氮含量均很高、污染成分復雜、可生化性較差。對于甲醇合成與精制等污水，其污染物種類相對單一，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是污染物種類復雜、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現狀

煤化工污水處理的主要目標是要達到污水排放和再生回用要求，經處理的再生水一般作為循環水場補給水回用，部分作為鍋爐補給水和廠區雜用水回用。隨著煤化工項目的陸續建設，煤化工污水處理與回用水技術也隨之不斷發展。目前，煤化工污水處理主要采用“預處理+生化處理”方法。預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裝置區完成使其特征指標滿足進入集中污水處理站水質要求。污水處理站內的預處理設施主要為除油裝置，常用的有隔油沉淀和氣浮等設施。生化處理主要是去除氨氮和有機污染物，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比或應對較高的有機污染物濃度，一般會在好氧生物處理之前設置水解酸化、厭氧等工藝。常規的“預處理+生化處理”一般只能達到排放水質要求，為達到回用目的，一般在常規生化處理之后設置回用水處理工序以進一步降低污染物濃度。當回用要求不太高時采用簡單的過濾工序即可，但當回用水質要求較高時，一般需要設置有針對性的處理工序。對于有機污染物不合格的污水一般設置深度生化處理工藝（常用的如BAF、O3-BAC、ACT等），對于含鹽量較高的污水則會設置除鹽設施（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工藝技術及其應用可行性分析

MBR工藝技術即膜生物反應器（membranebioreactor，MBR）技術始創于20世紀60年代末期，典型的MBR工藝是將傳統活性污泥處理工藝與膜分離工藝相結合，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到0.1μm以下，MBR能夠產生遠優于澄清過濾的高品質出水，同時微生物的有效截留使得反應器內微生物量得以顯著提高并因此而減小反應器容積、提高活性污泥工藝生物處理的效率。長期以來，MBR工藝被普遍認為是一項能夠體現現代化科技水平的先進技術，其在市政污水處理與再生回用領域和其他工業污水處理領域已得到廣泛應用，但在煤化工污水處理與回用方面領域的應用卻非常少。通過對MBR工藝技術特點與煤化工污水特點的比較研究，MBR處理工藝與煤化工污水有著很好的適應性和優越性，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，同時能夠產生高品質可直接回用的再生水。

4MBR用于煤化工污水處理的工程實例與實驗研究

目前，已有一些MBR工藝應用于煤化工污水的實際工程案例和實驗研究，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目廢水經過格柵攔截和氣浮預處理后依次進入厭氧池、好氧池進行氨氮和COD去除，然后進入MBR池實現泥水分離。天脊中化高平化工合成氨項目廢水經過格柵攔截和氣浮預處理后進入厭氧池（A池）進行水解酸化以及反硝化反應，然后進入好氧池（O池）進行硝化反應。

5結語

（1）綜上所述，采用MBR技術為核心工藝處理煤化工廢水是一種可行且高效的方法，對于與水資源狀況存在顯著矛盾的煤化工行業來說，其高品質的產水能很好地滿足煤化工對污水再生回用、污水零排放的要求。MBR模塊化的設計、全自動化的操作更能體現現代科技發展的技術水平，更能滿足現代新型煤化工企業的管理要求。

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

（3）膜污染和膜壽命是制約MBR工藝應用的重要因素，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。對于抗污染研究除了實驗室研究之外，更重要的還是實際工程化應用，這方面目前還只是剛剛開始。只有通過工程化應用，在實踐中不斷總結工程設計及運行管理經驗，才能很好地發展這一前景廣闊的技術。

作者:張歡 單位:惠生工程（中國）有限公司