煤制油高浓度废水处理工程设计
笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，针对煤制油高浓度废水处理工程设计方案进行分析，希望可以在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候，起到一定借鉴性作用，最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中，起到一定促进性作用。
标签：煤制油；高浓度；废水处理；工程；设计
1.问题研究背景及意义
神华煤直接液化项目是我国也是世界上第一个煤炭直接液化商业性建设项目。其中煤液化装置排放的污水量大、浓度高、国内外没有类似的污水处理经验可借鉴，加之“零”排放及污水回用的要求，增加了污水处理的难度。根据国家环境保护总局关于神华煤直接液化项目环境影响报告书审查意见的复函要求，贯彻清污分流、污污分治、一水多用、节约用水的原则，对不同水质的废水分别进行处理，最大限度地提高水的重复利用率及废水资源化利用率。
煤制油高浓度废水指代的是经过汽提、脱酚装置处理之后的出水，其中主要包含的是煤液化、加氢精制、加氢裂化等装置当中排出的含有硫、含有酚类物质的废水，上文中所说的这些废水的特征是含油量较为低下，悬浮物浓度较为低下；COD质量浓度却非常高，甚至可以达到lOOOOmg/L，这其实己经超过了一般生物处理的范畴之外，硫化物的质量浓度大致上是50mg/L，挥发性酚类物质的质量浓度大致上是50mg/L。废水设计出水水质应当达到我国现行循坏用水规章制度当中提出的明确要求。
本废水处理工程为内蒙古建成的第一条年产品油IOO万吨煤制油生产线提供服务，这一条煤制油生产线排出的废水具有的特征是，废水的水量比较大，浓度高，因此在我国范围内没有相似的废水处理经验可以进行借鉴，再加上废水回收利用领域当中提出的要求，会让废水处理工作的难度大幅度提升，所以在T艺选择T作进行的过程中，难度比较高。
2.传统型高浓度污水设计处理工艺
脱酚处理之后的污水输送到污水处理厂当中，在污水处理分类中划分为高浓度污水，处理流程是中和池、均匀质地罐体、生化池以及过滤罐等。
因为石油类物质大多数是在汽提装置当中去除掉，因此进入污水处理场的高浓度污水当中，含油量往往在lOOmg/L之下，再应用气浮措施进行处理之后，可以将高浓度污水当中含油量降低到20mg/L之下，与此同时也可以将高浓度废水当中的挥发性酚类物质以及某些COD去除掉。出水含油量应当小于20mg/L，COD的总去除比例也应当达到10%左右。
气浮出水进入高浓度污水生化吸水池当中，经过泵体输送到5000m3均匀质罐体当中，在均匀质地罐体当中停留24h，以便于可以对后续生物处理水量、水质的稳定性做出一定保证，以免形成过于严重的冲击问题。
均匀质地罐体出水进入高浓度污水生化处理系统当中，生化处理系统分别是厌氧、兼氧以及好氧三个阶段，生化池的有效容量达到了14700m3，水力的停留时间达到了98h。
经过生物处理之后的出水，进入粉末活性炭吸附池当中，在吸附池当中废水会和粉末状活性炭充分的相互接触，废水当中的COD以及其他污染物质会被活性炭吸附。
粉末状活性炭吸附池出水进入混凝反应池，出水进入混凝沉淀池，开展泥水分离工作，将大多数悬浮物质以及少量生物处理之后没有去除的COD去除，以此为基础可以对出水效果做出一定保证，混凝沉淀池出水进入自流到高浓度污水过滤吸水池当中。
混凝沉淀池出水自流到高浓度污水过滤吸水池当中，经过提升泵加压进人多介质过滤器以及生物活性炭设备当中，经过过滤器处理之后的出水当中加入一定数量二氧化氯，并在消毒杀菌之后可以作为循环水场当中的补充水。
经过长期运行监测结果显示，实际进水运行数据和原本设计方案之间有一定差异性，原本设计方案当中水力平衡目标难以得到实现，某些工艺环节当中难以实现预期效果，因此污水处理结果的稳定性也没有办法得到保证，抗冲击能力显得比较差，出水当中COD的含量一般情况下在250mg-350mg/L之间，远远超出设计标准当中循环用水要求，与此同时出水色度难以满足现行规章制度当中提出的要求，因此废水循环利用的稳定性没有办法得到保证。
3.以往高低浓度废水处理环节中存在的问题
高浓度污水经过气浮以及均质之后进入到3T生化池当中，因为生物毒性比较强、抗冲击性能比较差，因此会让生化系统处于一种瘫痪的状态，在经过一级生化处理之后，COD、氨氮以及色度仍然没有办法满足循环水利用要求，需要进一步进行处理之后，才可以达标并得到应用，在生化处理工作完成之后，容易被生化的有机污染物已经完全被去除掉，剩余下来的都是难以生化的长链有机物，以及生化代谢过程当中产生的难以降解的微生物产物，经过这一个工艺环节的水如果直接进入到二级生化环节当中，开展降解以及生化工作的难度比较高，所以提升3T池出水可生化性以及降低色度，成为煤制油高浓度废水处理环节中一个十分重要的问题。
4.高浓度废水工艺处理环节改进方法
針对以往一段时间当中高浓度污水处理系统实际运行的过程中出现的问题进行分析，得到了有效性较强的应对措施，也就是在原有流程一级生化前方加装
了科学合理的预处理工艺措施，以便于可以让生物毒性得到有效地控制，逐步提升废水的可生化性，并将一部分的有机物去除掉，一级生化后续加高效臭氧氧化工艺，一般是针对一级生化之后的难以降解有机物开展更深层次的氧化降解工作，以便于可以让可生化性得到大幅度提升，与此同时将废水以及参与的色度去除掉，高效臭氧氧化工艺后续环节当中可以添加二级生化处理环节，将水中包含的COD以及氨氮等物质有效地去除掉，这一高浓度污水处理方案实际应用的过程中，可以让以往高浓度污水处理过程中存在的循环用水COD含量及色度超标问题得到有效地解决。
臭氧氧化工序本身是一种性比较强的工艺环节，将污水当中难以生化的长链有机物以及生化本身代谢产物的难以降解的可溶性微生物产物进行生化，以便于可以让污水的可生化性得到保证。水流程概述，经过一级生化处理之后的高浓度污水，进入臭氧氧化系统当中，而后进入臭氧氧化塔，完成氧化处理之后进入二级生化池当中，气体流程概述，氧气进入臭氧发生器当中，产生的臭氧混合性气体进入氧化塔当中发生反应之后，尾气经过破坏合格之后进入到大气当中。
反应原理分析，臭氧本身是一种强氧化剂，在水体当中的氧化还原电位比较高，在实际应用的过程中，一般情况下不会引发二次污染问题，制备臭氧的工艺措施也十分简单，因此使用起来也显得较为容易。臭氧实际应用的过程中，可以将水体当中包含的有毒害作用的有机物氧化，并将色度和嗅味有效地去除。
臭氧在水中的反应可以划分为直接反应和间接反应，直接反应是臭氧分子直接和其他化学物质之间进行反应，间接反应指代的是使用臭氧分解之后产生的自由基和化合物之间进行反应。
臭氧的直接反应分析，臭氧直接反应是间接反应的引发环节，臭氧和水中的有机物之间直接氧化反应可以划分为两种模式，亲电取代反应，亲电取代反应一般发生在分子结构中电子云密度比较大的位置上；偶极加成反应，因为臭氧分子本身具有偶极结构，因此在臭氧分子不饱和键的作用下，可以开展偶极加成反应。
臭氧的间接反应，自由基间接氧化降解反应过程可以分为两个阶段，第一个阶段是臭氧本身分解之后产生一定数量的自由基。在废水当中存在引发剂的情况下，可以让臭氧分解产生自由基的速度大幅度提升，在第二个阶段当中，自由基和废水当中活泼的结构单元之间进行反应，并引发一定自由基链反应，在反应不断开展的过程中，以往难以降解的有机物分子结构会逐渐被氧化破裂，并分解转换为小分子的有机物，比方说甲酸以及乙酸等，也可以将这些小分子向着矿化的方向转变，以便于可以让出水当中COD含量得到有效地控制。
結语：
总而言之，在本工程项目设计工作进行的过程中，考虑到了水量以及水质的变化问题，在生化处理系统前方设置了均匀质地的罐体，用来针对水量及水质开展调节工作，以免对后续的生化处理造成负面影响，与此同时使用创新型控制技术，来让生物处理以及混凝沉淀环节中的参数指标得到有效地控制，在对出水进
行处理的过程中，首先使用二氧化氯开展杀菌消毒工作，二氧化氯实际应用的过程中，具有高效以及快速杀菌的效果，可以较为有效地将酚类以及硫化物消除掉，可以对杀菌消毒工作的安全性及稳定性做出一定保证。可以让煤制油高浓度废水达到循环冷却水的水质标准当中提出的要求，最终在实现零排放目标的过程中，起到一定促进性作用。
参考文献：
[1]冯一伟高浓度煤化工废水的处理新技术研究[D].中北大学，2016
