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摘 要 煤加压气化废水的综合治理及零排放是工业废水处理的难点，也是广大学者研究的热点。活性焦对煤加压气化废水中高浓度、难降解有机物有一定的吸附和脱除作用，已经得到国内学者的实验性证实。本文阐述了煤加压气化废水的特点、处理方法及活性焦的相关基础知识。重点阐述了活性焦在煤加压气化废水深度处理段的工程应用。
关键词 活性焦，煤加压气化废水，吸附技术，深度处理
中图分类号：X703
我国煤炭储量相对丰富，石油、天然气储量短缺。为减少对原油、天然气的依赖，我国煤化工行业得到快速发展。碎煤加压气化废水是一种典型的高污染、高浓度、有毒、难降解的工业有机废水，如果不加治理任意排放将会对周围生态环境造成严重污染。目前，有许多新的方法和技术不断的被应用于煤加压气化废水综合治理，如：生物氧化法、臭氧氧化法、催化氧化法、微电解法和吸附法等，但各有利弊。本公司煤加压气化废水通过主生化段（厌氧A-缺氧A-好氧O） + 深度处理段（活性焦吸附 + 二级曝气生物滤池BAF）多种工艺的联合来实现煤加压气化废水的综合治理、零排放和回用的目标。
1 活性焦概述
活性焦多采用褐煤作为生产原料，生产工艺比活性炭要简单，成本低于活性炭。被称呼为活性焦主要是为了区别于活性炭。活性焦是具有吸附和催化双重性能的粒状物质，是性价比比较高的水质净化材料，这一特点得到广泛的关注。
1.1 活性焦与活性炭的区别
活性焦与活性炭性能的主要区别是比表面积和孔容积等参数指标比活性炭低。活性焦在应用上表现出能吸附大分子、长链有机物的特性是因具有结构上发达的中孔。活性焦在处理煤加压气化废水高浓度难降解有机物及酚类中表现出更好的去除效果。
1.2 活性焦的过滤和吸附原理
活性焦过滤是废水经过一定粒径活性焦滤层时，废水中悬浮物被截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性焦间的空隙。截留能力的大小取决于活性焦所提供的表面积。
根据吸附过程中，分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附。物理吸附是指在吸附过程中，在吸附过程中，当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是范德华力时称为物理吸附。当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。产生吸附键的作用力是物理吸附和化学吸附的根本区别。
2. 活性焦在煤加压气化废水深度处理中的应用
2.1 工程概况
内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气项目三期日产1200万Nm3，一期产能日产天气400万Nm3。三期工程平均废水排水量为1945 m3/h，最大小时排水量2179 m3/h。一期煤加压气化废水处理工程主生化段、深度处理段和中水回用段超滤设计处理水量均为850m3/h。
2.2 煤加压气化废水的来源
煤加压气化废水来源包括：煤加压气化废水、甲醇废水、生活及化验污水、间断地坪冲洗水和初期雨水。
煤加压气化废水经主生化段隔油处理，调节池均匀水质，厌氧池水解酸化作用，提高可生化性，A/O池的好氧、消化和反硝化作用，去除COD、氨氮，出水经二沉池泥水分离，上清液送至煤加压气化深度处理段进一步处理。
2.3 深度处理段工艺叙述
图1 深度处理段工艺流程图
活性焦粉通过加焦系统形成焦粉乳液直接加入吸附池。主生化出水提升至吸附池，通过活性焦的物理化学吸附作用，进一步去除污水中难降解的COD和酚类等。焦水混合物进入混凝池，加入一定量的混凝剂，出水在沉淀池内进行焦水分离。沉淀池上清液进入两级曝气生物滤池（BAF）进行有机物降解。出水经过杀菌后进入变孔隙滤池。过滤后出水至中水回用系统处理（浸没式UF+RO）。真空皮带脱水后的焦粉作为燃料运至动力区焚烧。
2.4 活性焦吸附工艺组成
主要由吸附单元、焦粉沉淀单元和焦粉储存、投加、脱焦单元组成。吸附方式为廊道式，推流装置实现焦水的充分混合， CODCr 去除率在40%以上。沉淀池为高效浓缩机，用来实现焦水分离。活性焦筒仓采用全封闭式，顶部设有袋式除尘器。
2.5进出水水质设计指标要求
综合废水、二沉池出水（吸附段进水）、吸附+沉淀出水（吸附段出水）、BAF出水及污水生化处理回用指标要求，如下表1。
表1 进出水水质设计指标要求
2.6 活性焦吸附工艺运行中常见问题及措施
（1）在焦粉投加、吸附池末端、焦粉回流与脱水和沉淀单元的装置、设备及管道容易出现焦粉堵塞故障。
措施：在容易出现焦粉堵塞环节加水冲洗系统。
（2）沉淀单元沉淀池焦水分离效果不好，焦粉含量高，出水浊度过高。容易造成中水回用段浸没式UF反洗频繁或不可恢复性无机物污染。
措施：经常到现场检查上清液的浊度，严格按要求控制排焦量。加强混凝剂的投加量和混凝搅拌效果的监督。加强中水回用段进水水质浊度和悬浮物分析频率。
（3）焦水混合物采用真空皮带机脱水，控制脱水率比较困难。
措施：邀请厂家技术人员来我厂，加强员工实际操作技术培训，掌握真空皮带脱水机的操作技能和维护方法。
（4）现场周围工作环境比较脏，活性焦粉比较多。
措施：减少跑、冒、滴、漏现象的发生，注意保持环境清洁卫生。
3. 结语
活性焦吸附煤加压气化废水在工程应用上比较鲜见，相关实验研究在国内却多有报道。本项目煤加压气化废水采用活性焦作为吸附剂，已经经过中试实验的充分验证，并得到国内数名水处理知名专家的指导。活性焦在煤加压气化废水处理工程应用实例比较少，作为国家863示范项目，需要在实践中找不足，通过不断的完善后得以推广。
参考文献
[1] 滕济林， 张萌， 李若征等.褐煤活性炭吸附处理焦化废水[J]. 环境工程学报， 2011， 5（1）：117-118.
[2] 张旭辉， 刘振强， 苗文华等. 中国褐煤在活性焦制备及应用方面的发展前景[J]. 煤质技术， 2011， 17（1）：59-61.
[3] 蒋文新， 张巍， 常启刚等. 强化活性炭吸附技术深度处理焦化废水的可行性研究[J]. 环境污染与防治， 2007， 29（4）：265-275.
关键词 活性焦，煤加压气化废水，吸附技术，深度处理
中图分类号：X703
我国煤炭储量相对丰富，石油、天然气储量短缺。为减少对原油、天然气的依赖，我国煤化工行业得到快速发展。碎煤加压气化废水是一种典型的高污染、高浓度、有毒、难降解的工业有机废水，如果不加治理任意排放将会对周围生态环境造成严重污染。目前，有许多新的方法和技术不断的被应用于煤加压气化废水综合治理，如：生物氧化法、臭氧氧化法、催化氧化法、微电解法和吸附法等，但各有利弊。本公司煤加压气化废水通过主生化段（厌氧A-缺氧A-好氧O） + 深度处理段（活性焦吸附 + 二级曝气生物滤池BAF）多种工艺的联合来实现煤加压气化废水的综合治理、零排放和回用的目标。
1 活性焦概述
活性焦多采用褐煤作为生产原料，生产工艺比活性炭要简单，成本低于活性炭。被称呼为活性焦主要是为了区别于活性炭。活性焦是具有吸附和催化双重性能的粒状物质，是性价比比较高的水质净化材料，这一特点得到广泛的关注。
1.1 活性焦与活性炭的区别
活性焦与活性炭性能的主要区别是比表面积和孔容积等参数指标比活性炭低。活性焦在应用上表现出能吸附大分子、长链有机物的特性是因具有结构上发达的中孔。活性焦在处理煤加压气化废水高浓度难降解有机物及酚类中表现出更好的去除效果。
1.2 活性焦的过滤和吸附原理
活性焦过滤是废水经过一定粒径活性焦滤层时，废水中悬浮物被截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性焦间的空隙。截留能力的大小取决于活性焦所提供的表面积。
根据吸附过程中，分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附。物理吸附是指在吸附过程中，在吸附过程中，当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是范德华力时称为物理吸附。当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。产生吸附键的作用力是物理吸附和化学吸附的根本区别。
2. 活性焦在煤加压气化废水深度处理中的应用
2.1 工程概况
内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气项目三期日产1200万Nm3，一期产能日产天气400万Nm3。三期工程平均废水排水量为1945 m3/h，最大小时排水量2179 m3/h。一期煤加压气化废水处理工程主生化段、深度处理段和中水回用段超滤设计处理水量均为850m3/h。
2.2 煤加压气化废水的来源
煤加压气化废水来源包括：煤加压气化废水、甲醇废水、生活及化验污水、间断地坪冲洗水和初期雨水。
煤加压气化废水经主生化段隔油处理，调节池均匀水质，厌氧池水解酸化作用，提高可生化性，A/O池的好氧、消化和反硝化作用，去除COD、氨氮，出水经二沉池泥水分离，上清液送至煤加压气化深度处理段进一步处理。
2.3 深度处理段工艺叙述
图1 深度处理段工艺流程图
活性焦粉通过加焦系统形成焦粉乳液直接加入吸附池。主生化出水提升至吸附池，通过活性焦的物理化学吸附作用，进一步去除污水中难降解的COD和酚类等。焦水混合物进入混凝池，加入一定量的混凝剂，出水在沉淀池内进行焦水分离。沉淀池上清液进入两级曝气生物滤池（BAF）进行有机物降解。出水经过杀菌后进入变孔隙滤池。过滤后出水至中水回用系统处理（浸没式UF+RO）。真空皮带脱水后的焦粉作为燃料运至动力区焚烧。
2.4 活性焦吸附工艺组成
主要由吸附单元、焦粉沉淀单元和焦粉储存、投加、脱焦单元组成。吸附方式为廊道式，推流装置实现焦水的充分混合， CODCr 去除率在40%以上。沉淀池为高效浓缩机，用来实现焦水分离。活性焦筒仓采用全封闭式，顶部设有袋式除尘器。
2.5进出水水质设计指标要求
综合废水、二沉池出水（吸附段进水）、吸附+沉淀出水（吸附段出水）、BAF出水及污水生化处理回用指标要求，如下表1。
表1 进出水水质设计指标要求
2.6 活性焦吸附工艺运行中常见问题及措施
（1）在焦粉投加、吸附池末端、焦粉回流与脱水和沉淀单元的装置、设备及管道容易出现焦粉堵塞故障。
措施：在容易出现焦粉堵塞环节加水冲洗系统。
（2）沉淀单元沉淀池焦水分离效果不好，焦粉含量高，出水浊度过高。容易造成中水回用段浸没式UF反洗频繁或不可恢复性无机物污染。
措施：经常到现场检查上清液的浊度，严格按要求控制排焦量。加强混凝剂的投加量和混凝搅拌效果的监督。加强中水回用段进水水质浊度和悬浮物分析频率。
（3）焦水混合物采用真空皮带机脱水，控制脱水率比较困难。
措施：邀请厂家技术人员来我厂，加强员工实际操作技术培训，掌握真空皮带脱水机的操作技能和维护方法。
（4）现场周围工作环境比较脏，活性焦粉比较多。
措施：减少跑、冒、滴、漏现象的发生，注意保持环境清洁卫生。
3. 结语
活性焦吸附煤加压气化废水在工程应用上比较鲜见，相关实验研究在国内却多有报道。本项目煤加压气化废水采用活性焦作为吸附剂，已经经过中试实验的充分验证，并得到国内数名水处理知名专家的指导。活性焦在煤加压气化废水处理工程应用实例比较少，作为国家863示范项目，需要在实践中找不足，通过不断的完善后得以推广。
参考文献
[1] 滕济林， 张萌， 李若征等.褐煤活性炭吸附处理焦化废水[J]. 环境工程学报， 2011， 5（1）：117-118.
[2] 张旭辉， 刘振强， 苗文华等. 中国褐煤在活性焦制备及应用方面的发展前景[J]. 煤质技术， 2011， 17（1）：59-61.
[3] 蒋文新， 张巍， 常启刚等. 强化活性炭吸附技术深度处理焦化废水的可行性研究[J]. 环境污染与防治， 2007， 29（4）：265-275.