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化工设计通讯研究与开发第42卷第11期ChemicalEngineeringDesignCommunicationsResearchandDevelopment2016年11月GSP气化炉煤制气废水处理技术研究进展杜钢（神华宁夏煤业集团，宁夏灵武750041）摘　要：GSP气化炉煤制气废水主要来自于煤气洗涤、冷凝以及净化等过程，因而其水质非常复杂，其中含有大量的酚类、长链烷烃类、芳香烃类、杂环类、氰、氨氮等有毒物质，属于当代具有代表性的高浓度、难降解的工业废水。故而，在投资经济性的基础上，保证水质问题得以有效处理、废水处理工艺稳定性强、运行成本低的GSP气化炉煤制气废水处理工艺，是目前煤制气产业发展最急需要解决的现实需求。介绍了现阶段国内处理GSP气化炉煤制气废水的技术现状，分析得出了废水处理重难点在于其水质复杂，难降解、有机物浓度高、毒性大等。并着重探讨了GSP气化炉煤制气废水处理技术的研究进展，指出未来物化结合生物处理技术是解决废水处理的必然趋势。关键词：GSP气化炉；煤制气废水；处理技术中图分类号：TQ546文献标志码：B文章编号：1003–6490（2016）11–0053–02ResearchProgressofCoalGasificationWastewaterTreatmentTechnologyinGSPGasifierDuGangAbstract：GSPgasificationfurnacecoalgaswastewatermainlyfromgaswashing，condensationandpurificationprocess，sothewaterqualityisverycomplex，whichcontainsalargenumberofphenols，longchainalkanes，aromatichydrocarbonsandheterocycliccompounds，cyanide，ammoniaandothertoxicsubstances，whichbelongstothecontemporaryrepresentativeofhighconcentrationanddifficultdegradationindustrialwastewater.Therefore，basedontheeconomicinvestment，toensurethatthewaterqualityproblemcanbeeffectivetreatmentofwastewatertreatmentprocess，strongstability，lowoperationcostofGSPgasificationfurnacecoalgaswastewatertreatmenttechnology，iscurrentlythecoalgasindustrydevelopmenturgentneeds.ThispaperintroducesthepresentsituationofdomestictreatmentofGSPgasifiercoalgasificationwastewatertechnologystatus，analysisandconcludedthatwastewatertreatmentheavydifficultyliesinitscomplexwaterquality，difficulttodegrade，highconcentrationoforganicmatter，toxicityandotherissues.TheresearchprogressofcoalgasificationwastewatertreatmenttechnologyinGSPgasifierisemphaticallydiscussed.Itispointedoutthatthecombinationofphysicochemicalandbiologicaltreatmenttechnologyistheinevitabletrendofwastewatertreatment.Keywords：GSPgasifier；coalgasificationwastewater；treatmenttechnology当前，随着国家对高效洁净能源的倡导、加大对石油可在投用中成本过大，因而不能形成产业规模。替代能源的技术发展以及减少环境污染的可持续发展战略的3完善GSP气化炉煤制气废水处理技术措施要求，为煤制气产业发展又一次创造了广阔的市场前景。然而，3.1改进SBR工艺由于GSP气化炉煤制气是高耗水的行业，不仅对于水资源有SBR废水生化处理系统也被称之为序批式活性污泥法，着极大的需求量，而其设备所排放的废水问题，已成为当前该处理工艺是在SBR反应池中实现进水、反应、沉淀、排水、限制煤制气产业发展的重要障碍，亟待解决。均置等工序，其优势在于管理更为便捷、节省占地、耐冲击1GSP气化炉煤制气废水水质概述负荷强等特点。利用调节反应周期和各阶段的反应时间，构GSP气化炉煤制气废水主要来自于煤气洗涤、冷凝以及建合理的生物反应条件，能够更好地便于去除废水中的氨氮净化等过程，因而其水质非常复杂，其中含有大量的酚类、和总氮。当前，经过改进的SBR工艺已广泛投入到国内的煤长链烷烃类、芳香烃类、杂环类、氰、氨氮等有毒物质，属气化废水治理工程中并获得了可靠的应用。于当代具有代表性的高浓度、难降解的工业废水。故而，在3.2PACT/WAR工艺投资经济性的基础上，保证水质问题得以有效处理、废水处这一工艺主要是在活性的污泥曝气池中掺加活性的炭粉理工艺稳定性强、运行成本低的GSP气化炉煤制气废水处理末，通过活性的炭粉末对有机物与溶解氧完成吸附作用，从工艺，是目前煤制气产业发展最急需要解决的现实需求。对此，而给微生物创造食物，进一步加大微生物对有机物的氧化分[2]更应按照煤制气废水的水质特点，展开相应的物化、生物以解能力。当前，这一工艺目前已经在国内很多的炼化煤气化及深度处理。废水治理工程中得到了广泛应用。2GSP气化炉煤制气废水处理技术现状3.3多级生物处理工艺1）普通活性污泥工艺：该工艺无法承受过高浓度的难降该工艺重点覆盖了外循环厌氧处理系统、生物增浓同步解物质，虽然可以在短时间内获得良好的COD去除率，然而脱氮系统、改良A/U氧化、活性硅藻土以及碳粉吸附系统、其水中难降解有机物含量仍然很大、脱氮效率不高。絮凝沉淀处理系统与滤池。当前，多级生物处理工艺在北方2）A/O工艺：该工艺虽然可以实现去氨氮的效果，然而煤气厂煤气化废水治理工程中得到广泛应用。其水质COD浓度依然无法达到排放标准。以上所介绍的3种GSP气化炉煤制气废水处理技术都已3）SBR工艺：该工艺能够出色地抗冲击性负荷，然而无经在实际工程中获得了普遍应用，其中，从技术的成熟度、法抗酚毒性，耐受水平一般，污泥易流失。市场的认可度、以及流程的稳定性来来说，多级生物处理工4）生物膜工艺：该工艺可以控制保持污泥量，然而去除艺表现更加出色。其原因在于：①经水量调节、均质以及除COD浓度效果不佳，负荷水平低，无法解决大流量的GSP气油后的废水进到外循环厌氧处理系统时，经水解酸化且提高[1]化炉煤制气废水。可生化性，进入均质池，和其它有机污水混合均质。②实现5）高级氧化工艺：该工艺可以迅速实现氧化分解一些难了一些有机物的羧化转变，而且通过厌氧菌把废水污染物转以降解的有机物，且进一步提高废水的可生化性，然而由于化成为甲烷，同时将难降解的有机物转化成为容易降解的有机物，为后期的好氧生物工艺进一步降低了处理难度并减轻收稿日期：2016–11–22了运行负担。③生物增浓同步脱氮工艺在亚硝酸盐与氨氮同作者简介：杜钢（1984—），男，宁夏灵武人，助理工程师，主要研时存在基础上，利用控制溶解氧，通过自养型细菌把氨与亚究方向为化学工程与工艺。硝酸盐一齐去除，产物成氮气。此外，伴随形成硝酸盐，因·53·n第42卷第11期研究与开发化工设计通讯2016年11月ResearchandDevelopmentChemicalEngineeringDesignCommunications为参与了反应的微生物是自养型微生物，所以生物增浓同步稳定达标，通过物化处理工艺可以明显减少废水中难降解有脱氮工艺不需要用到碳源。不仅如此，一般来说，该工艺只机物的含量及显著改善废水可生化性，降低生物工艺的处理需用到硝化50%氨氮，其工序只需控制到亚硝化阶段，故而负荷，最终为废水的达标排放夯实基础。能够节约碱度和供氧量。参考文献4结束语[1]张占梅，付婷.煤制气废水处理技术研究进展综述[J].环境科学与综上所述，生物结合物化组合技术是未来GSP气化炉煤管理，2014，25（10）：29-33.制气废水处理技术的发展趋势，一旦煤制气废水中难以降解[2]杨瑞洪.含油废水处理技术的研究进展[J].扬州工业职业技术学院的污染物或有机氮含量过高时，单一的生物处理工艺将无法论丛，2010，17（02）：31-34.（上接第11页）进行有针对性的管道管理，可以加强管线的可靠性管理，通2）管道失效的时期可以按照浴盆曲线原理进行划分：①过管线耗损的时间的更新措施，采取预防维修的方法将管段始发事故的阶段是在管道投入运行后5a内。这个阶段管道的和设备的问题检测出来并予以更换，可以有效地降低故障发失效率不会太高，除非是由于设计和施工中的质量问题导致生率，同时延长管道的使用寿命。的故障。②稳定事故发生阶段一般在投入使用的5~20a内。这4管道风险分析个阶段一般会由于管线腐蚀、操作失误或者第三方破坏导致管道的风险分析是建立在风险管理的基础上对资源的调事故发生。③磨损阶段出现在投入使用的20a后，这个阶段的配和利用。科学的管道风险分析可以对管道系统进行风险评故障和事故发生的频率是非常高的，无论何种因素都会是管估，将薄弱环节等彻底排查，按照轻重缓急予以风险的管控。[3]道老化的事故爆发的诱因。对新建、备用、长期服役的管线，都可以通过管道风险分析3）根据管线可靠性指标，设置目标安全期望值，是将失进行评估，得到工程的最优化原理，确定最终的线路维护和效概率降低到最小的有效方法。目标安全期望值是一个在特管理方案。定设计理念下形成的最大失效概率数值。通过目前安全可靠对于风险评价的指标应进行量化，参考众多因素，根据期望值计算出来的可靠性指标，可以对风险进行规避，服役经验值进行风险评价，对数据的属性进行分析，对管理者的-3条件下的目标失效概率一般定位在10这一数值上，以此为标技能加以强化，量化的因素要考虑，人口密度、土壤情况、准计算出的目标安全可靠性指标真实可靠。周边环境、管输介质、泄露范围、公众影响、二次危害等。以某现役输送管道的实际可靠性指标为例进行计算，该5结束语管线的工作管龄已经达到12a。每个管段的腐蚀情况各有不同，与国外现役输送管道的风险分析进行比较，我国的风险因此，对于每个管段的失效率的计算方法见表1：分析在规范化等方面还存在不足，今后应在风险管理研究等表1管道失效概率方面加以重视，通过更多的研究工作，研究管线可靠性数据管段编号i123456平均值库的家里、油田领域管网研究、化工、海底管线的分析系统失效率λ8.16.32.44.02.11.64.332的研究等，以提高现役输油气管道风险评价结果的准确性和风险要素的评分体系的通用性。首先针对管道运行年限进行分类，加设管线管段的管龄参考文献相通，失效率的计算公式为：[1]章峰，冯银均，乔珩，等.油气长输管道风险分析及管道保护措施-nλt-2.44×10-3×10-0.0244RS(t)=e=e=e=0.9759[J].煤气与热力，2015.根据目标安全管理的设计，不同时期的管段失效率的安[2]冯云飞，孟繁博，朱富斌，等.基于灰色层次分析法的长输管道风全可靠度为：险评价[J].油气储运，2013.6[R(t)]=1-(Σ[λi])t=1-0.006×10=0.94[3]杨明利，陈容容.油气长输管道风险分析及管道保护对策[J].石化i=1技术，2016.根据油气管线的不同时期以及不同特点采用相应的方法，（上接第30页）为相关研究人员提供必要的帮助。得溶液当中铁与砷的比值为3∶1，且pH值呈现为在7~9的碱参考文献性。如果pH值小于7呈现为弱酸性，则可以通过再向其加入一[1]周丽，文书明，李华伟.高砷金矿常温常压碱浸预处理技术及其应定量的氧化钙，均匀搅拌之后进行压滤，溶液将返回氰化并用[J].国外金属矿选矿，2014，（3）：11-14；43.[4]排放掉沉淀的渣。砷则会以一种稳定的、砷酸铁与砷酸钙的[2]崔礼生，韩跃新.含砷金矿石的预处理技术发展现状[C]//中国冶混合物形式存在于矿渣当中，此时并不会对环境造成任何污金矿山企业协会、中钢集团马鞍山矿山研究院.2015年全国选矿高染，而废水的pH值也维持在6~9的可排放标准之内。效节能技术及设备学术研讨与成果推广交流会论文集.中国冶金矿3结束语山企业协会、中钢集团马鞍山矿山研究院，2015：5.总而言之，随着我国社会经济的高速发展，人们对黄金[3]孟宇群，吴敏杰，宿少玲，等.难浸金矿常温常压强化碱浸预处理的需求量也与日俱增，加之环境保护理念的深入人心，使得新工艺[J].有色金属，2014，（1）：43-47.高砷金矿常温常压碱浸预处理工艺的研究的重要性逐渐显现[4]莫伟，马少健，乔红光.广西含砷难浸金精矿碱浸预处理试验研究出来。本文通过从氢氧化钠强化浸出脱砷、砷硫选择性氧化、[J].有色矿冶，2015，（1）：37-38.氰化碳吸附提金以及尾液除砷零排放这四个方面对当前高砷金矿常温常压碱浸预处理工艺进行简单分析研究，希望能够·54·