煤制气废水处理工艺，你知道吗？

一、水质分析

根据焦化厂煤制气生产工艺的特点，废水主要来自：

• 煤中水分：水同煤中挥发份一起进入煤气排送工序，煤气在冷却过程中，水和焦油形成混合冷凝液，经气液分离器和初冷器的水封排出到氨水机械化澄清槽，经澄清分离出焦油和氨水；

• 蒸氨废水：氨水进入剩余氨水中间槽，多余的氨水送去蒸氨，形成蒸氨废水；

• 粗苯分离水：粗苯工序在生产粗苯时形成；

• 煤气水封排水：全厂所有煤气水封直接排水；

• 储配站煤气冷凝水及其他废水。

煤制气废水COD高达5000～20000mg/L、氨氮500～3000mg/L、酚200～1000mg/L、氰化物10～50mg/L、油类200～1000mg/L，成分复杂、毒性大、可生化性差，属于典型的高浓度难降解有机废水。

二、工艺流程选择

从废水水质指标来看，此废水宜采用"物化＋生化＋物化"的处理工艺：

• 物化预处理：主要任务是去除油类、硫化物、氰化物、高浓度氨氮及挥发酚，保障生化处理的正常进行；

• 生化处理：主要任务是降解废水中的可生化降解物质，并进行脱氮；

• 物化深度处理：生化出水再进行物化处理，进一步去除废水中污染物质，确保达标排放。

生物脱氮是硝化与反硝化的应用：

• 硝化：氨氮在有氧条件下通过好氧菌作用被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐；

• 反硝化：在缺氧条件下脱氮菌利用NO₂⁻-N和NO₃⁻-N代替氧进行有机物氧化分解，将氮还原成N₂逸出。

生物脱氮国内有诸多方法，应用于焦化废水当属A/O内循环工艺最为经济有效。

选用的处理工艺为：

格栅井→隔油沉淀→浮选气浮→反应沉淀（芬顿氧化）→氨氮吹脱→UASB厌氧反应器→一级A/O生化处理→二级A/O生化处理→MBR→达标排放/回用

三、污水处理工艺说明

1. 调节池

煤制气冷却水首先进入调节池，主要起到调节水量与均衡水质的作用。调节池底设有穿孔管，通过空气搅拌作用使不同时段、不同浓度的废水均匀混合，降低对后续单元的冲击。

2. 隔油沉淀池（增设斜管装置）

普通隔油池主要去除水中浮油（油粒粒径一般150μm以上），不能去除较小油珠。本隔油沉淀池增设了斜管装置，使同样体积的隔油池相对增加了池面积，显著缩短油珠上升距离，使较小油珠也能上浮分离；同时水中固体杂质更易接触斜板板面聚集成团后沉积下来。

因污水中含有大量油份，使用斜管隔油装置效果远远超过同等规模的普通隔油池。

分离去除污染物后的废水自流进入调节池，分离出的油进入集油罐定期外运处理。

3. 气浮装置

隔油沉淀池出水进入气浮装置，在气浮装置前投加PFS（聚合硫酸铁）、PAM（聚丙烯酰胺），经絮凝后混合液流入气浮装置，骤然减压释放无数微细过饱和气体与"矾花"及水中悬浮物结合浮上水面形成浮渣，刮渣机定期将浮渣刮去，浮渣经管道排入污泥池。

4. 反应沉淀槽（芬顿氧化）

分离去除污染物后的废水自流进入沉淀反应槽：

• 第一步：投加酸（H₂SO₄）调节pH值≤3；

• 第二步：投加H₂O₂和Fe²⁺（硫酸亚铁），实质是二价铁离子和双氧水之间的链式反应催化生成高活性·OH自由基，与难降解有机物反应，使之发生部分氧化、断链或改性，改变其可生化性、溶解性和混凝沉降性；

• 第三步：pH回调至碱性（投加NaOH），生成具有凝聚、吸附性能的Fe(OH)₃，有利于有机物进一步去除；

• 第四步：出水自流进入斜管沉淀槽沉淀。

芬顿氧化可在短时间内实现对有机物的有效降解，而且不受废水种类、成分、浓度的限制，特别适用于生化难降解有机废水的处理。

5. 氨氮吹脱塔

斜管沉淀槽出水由泵提升至氨吹脱塔进行脱氮。在碱性条件（pH＝10.5～11.5）下，废水中氨氮以游离氨（NH₃）形式存在，通过空气吹脱将NH₃从水中吹出。

• 吹脱前预热至35～40℃可显著提高脱氨效率；

• 吹出的NH₃用稀硫酸（H₂SO₄）吸收塔回收为(NH₄)₂SO₄（硫酸铵），可作肥料利用，防止二次污染；

• 氨氮去除率可达70%～90%。

6. UASB厌氧反应器

脱氮后废水自流进入调酸池，投加H₂SO₄调节pH后由泵提升进入UASB厌氧反应器。

• 废水中难以降解的芳香族有机物（喹啉、吡啶、异喹啉等）在厌氧段开环变为链状化合物，将好氧和兼氧生物难降解物质转化为易降解物质；

• UASB内设有三相分离器、循环泵、加热盘管，维持中温消化（35～40℃）；

• 配套沼气收集系统：沼气柜＋脱硫塔（Fe₂O₃脱硫剂）＋火炬/发电利用；

• COD去除率可达80%～90%，产生沼气约0.35～0.5m³/kgCOD去除。

7. 一级A/O生化处理

生化系统主要采用A/O硝化反硝化法为主体工艺。

A级池（缺氧段）：

• DO控制在0.5mg/L左右；

• 微生物处于缺氧状态，为兼性微生物，将有机氮转化为氨氮；

• 利用有机碳源作为电子供体，将NO₂⁻-N、NO₃⁻-N转化为N₂，完成反硝化；

• 利用污水中的高浓度有机物完成反硝化，同时消除氮的富营养化污染。

O级池（好氧段）：

• DO控制在3mg/L以上；

• 自养型硝化菌将氨氮氧化为NO₂⁻-N、NO₃⁻-N；

• O级池出水一部分进入下级处理单元，另一部分回流至A级池（回流比R＝200%～400%）进行内循环反硝化。

A级和O级生化池中均安装有组合填料/弹性填料，整个生化处理过程依赖于附着在填料上的多种微生物完成。

8. 二级A/O生化处理

为强化脱氮效果，设置二级A/O：

• 一级A/O侧重碳氧化＋硝化＋反硝化；

• 二级A/O侧重深度硝化＋深度反硝化，进一步降低COD、氨氮和总氮；

• 总脱氮效率可达90%～95%。

9. MBR（膜-生物反应器）

O级生化池出水流入MBR池：

• 采用浸没式膜组件（PVDF中空纤维膜/平板膜）置于曝气池中；

• 经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出；

• 膜孔径0.01～0.1μm，截留活性污泥和大分子有机物，出水SS＜5mg/L；

• 活性污泥浓度可提升至8000～12000mg/L，SRT可延长30天以上；

• 以膜组件代替二沉池，实现水力停留时间与污泥龄彻底分离，消除污泥膨胀问题；

• 具有污染物去除效率高、硝化能力强、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低等优点。

◇ 与江西中跃环保相关的补充说明

江西中跃环保科技有限公司（位于江西九江，主营工业及城镇污水处理工程设计、设备制造、安装调试与运维服务）在承接煤制气/焦化/化工行业高浓度难降解废水处理项目时，可按文中九段式工艺路线提供完整的设计、设备成套、安装调试与运维服务：

一、各工段设备配套总览

二、关键工艺参数设计速查表