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摘 要：鲁奇炉煤制气属于低温中压气化工艺，此工艺在具备诸多优点的同时也决定了其出水中含有大量未完全裂解的酚、烃等物质，废水处理难度极大。本文主要针对鲁奇废水处理过程中的各难点进行相关探讨。
关键词：鲁奇气化废水；可生化性；氨氮；深度处理；
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-04-00200-01
鲁奇技术属于低温中压气化工艺[1]，导致原料煤中的大量高分子物质无法充分裂解，进而随冷却、洗涤等工艺进入水中形成大量污染物浓度高、组成复杂的有毒有害废水，制约了其进一步发展[2]。本文主要针对鲁奇废水处理工艺中存在的问题进行针对性的探讨。
一、鲁奇气化废水的特点及危害
（一）废水成分复杂，可生化性差，水质波动大。鲁奇废水水质污染物浓度极高，可生化性极差。且受生产条件及不同煤质的影响，废水水质波动大，若处理不当会对后续的生化处理造成极大影响。
（二）油类含量高，极易发泡。鲁奇废水含有多种油类物质，在水质pH较高时会严重乳化，极大增加了废水的处理难度。而其中的酚类、烃类物质则极易产生大量不易破碎的泡沫[4]，覆盖在曝气池表面，不仅在大风的季节四处飘散影响环境，更会降低曝气池的充氧效率和污泥的沉降性能，进而使出水水质恶化。
（三）氨氮浓度高。鲁奇废水的氨氮浓度通常在350mg/L以上，游离氨浓度也相应较高，会导致污泥沉降指数增加，污泥大量流失，对于生化法为主的处理工艺产生很大影响。
二、对存在问题解决方案的探讨
下面主要按照废水处理过程的流程展开讨论
（一）废水接收及预处理1、负荷波动。在鲁奇煤制气过程中，难免会出现非正常的生产工况，此时产生的废水水质波动极大，COD、氨氮等指标可达到设计进水指标的数倍甚至数十倍以上，若不采取有效手段，会直接摧毁后段整个生化系统。针对这一情况，可从以下几个方面进行应对。（1）根据工厂的生产能力，在煤制气生产段及废水处理段均设置足够容积的事故池；（2）在必要的工段上设置COD及氨氮在线监测系统；（3）完善工厂相应规章制度，要求各级运行人员密切关注水质在线监测数值，一旦发现废水浓度超过安全值，立即联系调度将水路切换至事故池等应对措施。
（二）含油量大。鲁奇废水中的油品相对密度除重焦油外通常都小于1[3]，主要为浮油和分散油，采用单一去除方法很难获得良好效果。通常用隔油——气浮——辅以混凝进行除油。隔油可根据资金及现场具体情况从平流隔油池、斜板隔油池及波纹斜板隔油池之间进行选取。需要注意的是对于鲁奇废水，由于其自身可生化性已经很低，气浮时须采用压缩氮气而非压缩空气，以避免废水被提前氧化导致后续生化处理难度进一步增加。
（三）消泡。鲁奇废水中含有大量能引起泡沫的表面活性物质、使泡沫稳定的悬浮物及各种盐类等，这些物质很难单纯通过简单的絮凝气浮得以去除，因此只能考虑通过各种物理、化学的方法对泡沫的形成及积累加以控制，综合运行成本及处理效果的考虑，主要有化学消泡剂及水力消泡等方法。
（四）生化处理1、高氨氮冲击。经过氨回收的鲁奇炉废水，可直接通过A2O、SBR等生化工艺对水中的氨氮加以去除。但若上游脱氨过程出现问题，事故来水的氨氮浓度则可高达1000ppm以上，对后续的生化工艺产生严重的冲击，此时可采用鸟粪石沉淀法在初沉池对这一股临时性高氨氮水流进行处理。即在一定条件下通过投加一定比例镁盐和磷酸盐使废水中的高浓度的氨氮形成磷酸铵镁沉淀，变废为宝，实现了有效降低氨氮浓度的同时也实现了废物的资源化利用。2、酚类浓度高、可生化性差。在主生化工艺前端设置水解酸化池，利用产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的水解、酸化阶段。由于厌氧微生物具有脱毒和分解难降解有机物的功能，可将芳香环还原成烷烃环结构或环的断裂等。当鲁奇废水经厌氧工艺处理后，典型的多环芳烃和杂环类难降解有机物如喹啉、吲哚、吡啶等均有不同程度的转化和降解，废水的好氧降解性能能够得到显着的提高，为后续的好氧生物处理创造良好的条件。
（五）深度处理。經生化处理后的鲁奇气化废水中残留的污染物基本属于微生物无法降解或降解速率极慢的有机物，多呈胶体和悬浮状态，导致污水COD、色度和浊度均较高。因此在深度处理阶段中单纯的生物处理工艺已经无法发挥作用，需要借助混凝沉淀、物理吸附及化学氧化等物化手段进行处理。1、混凝沉淀法。鲁奇废水中难降解有机物多呈胶体或悬浮状态，且含有诸如苯醌、噻吩、萘、有机胺及羧酸等多种生色基团和助色基团，通过向废水中投加一定量的混凝化学药剂，借由吸附架桥作用和胶体脱稳等过程，使废水中污染物凝聚沉降后得以去除。常用的混凝药剂有聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、三氯化铁等。2、吸附法。利用具有孔隙多、孔径小、比表面积大的吸附剂吸附废水中污染物质，从而使废水得到净化。煤制气废水处理中常用吸附剂有活性炭、膨润土、炉渣、大孔树脂、硅藻土、粉煤灰等。活性炭是煤制气废水处理中应用最普遍的吸附剂，可在活性炭生物滤池中作为滤料使用。3、化学氧化法。化学氧化技术通过向废水中投加氧化剂对水中残余难降解有机污染物直接进行较为彻底的氧化分解，在去除水中COD同时还有一定的脱色效果，应用在鲁奇废水处理中的主要有臭氧氧化法、Fenton试剂法等。臭氧氧化法反应迅速、流程简单，若反应充分彻底则不会产生二次污染，但设备投资及运行成本均较高。Fenton试剂法通常用于污水的深度处理中以起到去除COD及脱色作用，效果迅速稳定，但此方法需要使用硫酸亚铁，进而会增加水中硫酸根浓度，依排放要求可能需要再增加除盐设备。
三、结论
综上，针对鲁奇废水可生化性差、成分复杂、水质水量波动大等特点，只有把握好对应解决办法，才能在实际生产运行过程中做到处理得当、合理排放。
参考文献：
【1】程宗泽，张十川.新型煤化工产业发展近况与思考[J].
【2】施永生，付中见.煤加压气化废水处理[M].北京：化学工业出版社， 2001.
【3】桑义敏，李发生，何绪文，谷庆宝.含油废水性质及其处理技术[J].化工环保，2004，24：94～97.
【4】任源，韦朝海，吴超飞等.焦化废水水质组成及其环境学与生物学特性分析.环境科学学报，2007，27（7）：1094-1100
关键词：鲁奇气化废水；可生化性；氨氮；深度处理；
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-04-00200-01
鲁奇技术属于低温中压气化工艺[1]，导致原料煤中的大量高分子物质无法充分裂解，进而随冷却、洗涤等工艺进入水中形成大量污染物浓度高、组成复杂的有毒有害废水，制约了其进一步发展[2]。本文主要针对鲁奇废水处理工艺中存在的问题进行针对性的探讨。
一、鲁奇气化废水的特点及危害
（一）废水成分复杂，可生化性差，水质波动大。鲁奇废水水质污染物浓度极高，可生化性极差。且受生产条件及不同煤质的影响，废水水质波动大，若处理不当会对后续的生化处理造成极大影响。
（二）油类含量高，极易发泡。鲁奇废水含有多种油类物质，在水质pH较高时会严重乳化，极大增加了废水的处理难度。而其中的酚类、烃类物质则极易产生大量不易破碎的泡沫[4]，覆盖在曝气池表面，不仅在大风的季节四处飘散影响环境，更会降低曝气池的充氧效率和污泥的沉降性能，进而使出水水质恶化。
（三）氨氮浓度高。鲁奇废水的氨氮浓度通常在350mg/L以上，游离氨浓度也相应较高，会导致污泥沉降指数增加，污泥大量流失，对于生化法为主的处理工艺产生很大影响。
二、对存在问题解决方案的探讨
下面主要按照废水处理过程的流程展开讨论
（一）废水接收及预处理1、负荷波动。在鲁奇煤制气过程中，难免会出现非正常的生产工况，此时产生的废水水质波动极大，COD、氨氮等指标可达到设计进水指标的数倍甚至数十倍以上，若不采取有效手段，会直接摧毁后段整个生化系统。针对这一情况，可从以下几个方面进行应对。（1）根据工厂的生产能力，在煤制气生产段及废水处理段均设置足够容积的事故池；（2）在必要的工段上设置COD及氨氮在线监测系统；（3）完善工厂相应规章制度，要求各级运行人员密切关注水质在线监测数值，一旦发现废水浓度超过安全值，立即联系调度将水路切换至事故池等应对措施。
（二）含油量大。鲁奇废水中的油品相对密度除重焦油外通常都小于1[3]，主要为浮油和分散油，采用单一去除方法很难获得良好效果。通常用隔油——气浮——辅以混凝进行除油。隔油可根据资金及现场具体情况从平流隔油池、斜板隔油池及波纹斜板隔油池之间进行选取。需要注意的是对于鲁奇废水，由于其自身可生化性已经很低，气浮时须采用压缩氮气而非压缩空气，以避免废水被提前氧化导致后续生化处理难度进一步增加。
（三）消泡。鲁奇废水中含有大量能引起泡沫的表面活性物质、使泡沫稳定的悬浮物及各种盐类等，这些物质很难单纯通过简单的絮凝气浮得以去除，因此只能考虑通过各种物理、化学的方法对泡沫的形成及积累加以控制，综合运行成本及处理效果的考虑，主要有化学消泡剂及水力消泡等方法。
（四）生化处理1、高氨氮冲击。经过氨回收的鲁奇炉废水，可直接通过A2O、SBR等生化工艺对水中的氨氮加以去除。但若上游脱氨过程出现问题，事故来水的氨氮浓度则可高达1000ppm以上，对后续的生化工艺产生严重的冲击，此时可采用鸟粪石沉淀法在初沉池对这一股临时性高氨氮水流进行处理。即在一定条件下通过投加一定比例镁盐和磷酸盐使废水中的高浓度的氨氮形成磷酸铵镁沉淀，变废为宝，实现了有效降低氨氮浓度的同时也实现了废物的资源化利用。2、酚类浓度高、可生化性差。在主生化工艺前端设置水解酸化池，利用产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的水解、酸化阶段。由于厌氧微生物具有脱毒和分解难降解有机物的功能，可将芳香环还原成烷烃环结构或环的断裂等。当鲁奇废水经厌氧工艺处理后，典型的多环芳烃和杂环类难降解有机物如喹啉、吲哚、吡啶等均有不同程度的转化和降解，废水的好氧降解性能能够得到显着的提高，为后续的好氧生物处理创造良好的条件。
（五）深度处理。經生化处理后的鲁奇气化废水中残留的污染物基本属于微生物无法降解或降解速率极慢的有机物，多呈胶体和悬浮状态，导致污水COD、色度和浊度均较高。因此在深度处理阶段中单纯的生物处理工艺已经无法发挥作用，需要借助混凝沉淀、物理吸附及化学氧化等物化手段进行处理。1、混凝沉淀法。鲁奇废水中难降解有机物多呈胶体或悬浮状态，且含有诸如苯醌、噻吩、萘、有机胺及羧酸等多种生色基团和助色基团，通过向废水中投加一定量的混凝化学药剂，借由吸附架桥作用和胶体脱稳等过程，使废水中污染物凝聚沉降后得以去除。常用的混凝药剂有聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、三氯化铁等。2、吸附法。利用具有孔隙多、孔径小、比表面积大的吸附剂吸附废水中污染物质，从而使废水得到净化。煤制气废水处理中常用吸附剂有活性炭、膨润土、炉渣、大孔树脂、硅藻土、粉煤灰等。活性炭是煤制气废水处理中应用最普遍的吸附剂，可在活性炭生物滤池中作为滤料使用。3、化学氧化法。化学氧化技术通过向废水中投加氧化剂对水中残余难降解有机污染物直接进行较为彻底的氧化分解，在去除水中COD同时还有一定的脱色效果，应用在鲁奇废水处理中的主要有臭氧氧化法、Fenton试剂法等。臭氧氧化法反应迅速、流程简单，若反应充分彻底则不会产生二次污染，但设备投资及运行成本均较高。Fenton试剂法通常用于污水的深度处理中以起到去除COD及脱色作用，效果迅速稳定，但此方法需要使用硫酸亚铁，进而会增加水中硫酸根浓度，依排放要求可能需要再增加除盐设备。
三、结论
综上，针对鲁奇废水可生化性差、成分复杂、水质水量波动大等特点，只有把握好对应解决办法，才能在实际生产运行过程中做到处理得当、合理排放。
参考文献：
【1】程宗泽，张十川.新型煤化工产业发展近况与思考[J].
【2】施永生，付中见.煤加压气化废水处理[M].北京：化学工业出版社， 2001.
【3】桑义敏，李发生，何绪文，谷庆宝.含油废水性质及其处理技术[J].化工环保，2004，24：94～97.
【4】任源，韦朝海，吴超飞等.焦化废水水质组成及其环境学与生物学特性分析.环境科学学报，2007，27（7）：1094-1100