煤氣化高氨氮廢水處理方法
在煤氣化工藝過程中，煤以干粉或水煤漿形式進(jìn)入氣化爐中，在高壓和高溫的條件下與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成粗煤氣，對粗煤氣進(jìn)行洗滌后，將其送入變換工段。通過變換反應(yīng)將CO變換成H2，從而對組分進(jìn)行調(diào)節(jié)，在變換反應(yīng)副反應(yīng)中會生成氨和其他含氮化合物，在隨后的水洗或蒸汽冷凝過程中，氨和其他含氮化合物會進(jìn)入水相，從變換氣中脫除，這便是高氨氮廢水的來源。
1、生化聯(lián)合法
傳統(tǒng)的生物法，是指利用反硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，通過硝化作用將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化成為硝態(tài)氮或者是亞硝態(tài)氮，隨后利用反硝化作用將使硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成為N2，從而實現(xiàn)除氨氮的目的。但是傳統(tǒng)的生物法只能處理低濃度的氨氮廢水，高濃度的氨氮廢水會使硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌死亡，無法起到硝化和反硝化作用。生化聯(lián)合法則可以處理高濃度氨氮廢水。生化聯(lián)合法主要是基于以特殊結(jié)構(gòu)為載體進(jìn)行填料的生物活動流化床技術(shù)。這種技術(shù)可以在同一個處理單元中將活性污泥法和生物膜法緊密的結(jié)合在一起，在活性污泥池里放入一定量的載體填料，可以讓微生物懸浮在填料的表面，從而形成一個微生物膜層。這個微生物膜層有利于消化細(xì)菌以及反硝化細(xì)菌的生長繁殖，這些菌群能夠快速高效的解決煤氣化工藝中高氨氮廢水中的各種污染物，同時生物膜由外向內(nèi)依次行程各種具有不同功能的區(qū)域，如厭氧區(qū)、兼氧區(qū)、一級好氧區(qū)等。各個區(qū)域之間相互促進(jìn)、相互配合、相互利用，對廢水中的氨氮進(jìn)行逐級的消耗最終以氮氣的方式排放到大氣中。除此之外，生物膜的形成結(jié)構(gòu)不僅方便溶解氧滲透，而且還有利于洗滌基質(zhì)，基質(zhì)和溶解氧在生物膜上自外向內(nèi)逐級遞減，層狀分布，這樣可以有效降低廢水中COD濃度，從而達(dá)到廢水處理的目的。生化聯(lián)合法運行條件溫和，氨氮的去除率可高達(dá)98%。該技術(shù)也有缺陷，當(dāng)廢水中氨氮或鹽分過高時，容易造成微生物生長受抑制或死亡。進(jìn)而導(dǎo)致氨氮脫除失去作用。另外，該技術(shù)受溫度影響較大，占用場地較大。
2、化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是利用化學(xué)藥劑與氨氮反應(yīng)生成難溶物，從而脫除氨氮。磷酸銨鎂沉淀法（MAP）是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的處理高濃度氨氮的方法。磷酸銨鎂沉淀法（MAP），通過把Mg2+以及PO43-加入廢水中，使NH4+與Mg2+以及PO43-發(fā)生反應(yīng)生成難溶的MgNH4PO4結(jié)晶沉淀。從而將氨氮從廢水中除去。一般在磷酸銨鎂沉淀法前會進(jìn)行預(yù)處理，通過催化氧化等方法使廢水中的有機(jī)物降解成二氧化碳和水。該技術(shù)較為簡單，氨氮回收率最高可達(dá)到97%左右。形成的難溶物MgNH4PO4又稱鳥糞石，可作肥料使用，實現(xiàn)資源回收利用。但是，該技術(shù)需要不斷消耗藥劑，所需的處理費用較高。另外，藥劑的投入也可能產(chǎn)生新的污染。
3、汽提脫氨制氨水法
汽提脫氨制氨水的處理方法包括汽提脫酸、汽提脫氨和氨水吸收三個技術(shù)相結(jié)合，最終形成氨水產(chǎn)品。而汽提脫酸過程中，排出的二氧化碳和硫化氫等酸性氣體會直接送入回收硫的裝置中，繼續(xù)回收酸性氣體中的硫化氫。脫氨脫酸之后的廢水可直接再進(jìn)行生化處理等一些列處理后回收再用。從而最大限度的實現(xiàn)資源的二次利用。
汽提脫酸是利用汽提塔對廢水進(jìn)行汽提，將酸性氣體從廢水中分離出來，在塔底進(jìn)行廢水脫酸，脫酸之后的廢水送入汽提脫氨裝置中，塔頂獲得的高濃度酸性氣體送至硫回收系統(tǒng)繼續(xù)回收硫化氫。汽提脫酸塔采用熱泵精餾技術(shù)，充分利用聯(lián)合裝置的廢水余熱，可減少再沸器蒸汽的使用，汽提脫酸過程中溫度控制比較關(guān)鍵，塔頂溫度控制在40℃左右。保證塔頂只脫除酸性氣體。
汽提脫氨采用高低壓雙汽提脫氨塔的工藝技術(shù)，經(jīng)過脫酸處理的廢水送入高壓汽提脫氨塔，塔頂產(chǎn)生濃度較高的氨氣，塔釜會產(chǎn)生脫氨廢水，脫氨廢水送入低壓汽提脫氨塔塔釜中進(jìn)行閃蒸。高壓汽提脫氨塔塔頂氨氣送入低壓汽提脫氨塔精餾段進(jìn)行精餾。低壓汽提脫氨塔塔頂產(chǎn)生氨氣送入氨氣吸收塔中通過工藝水對氨氣進(jìn)行吸收，生成氨水產(chǎn)品。低壓汽提脫氨塔塔釜廢水經(jīng)過脫氨處理后直接送到生化處理回收再利用。該技術(shù)氨氮脫除率在98%左右，并且能形成氨水產(chǎn)品，無廢氣排放，而且能充分利用煤氣化工藝高氨氮廢水的余熱，能完全匹配煤化工連續(xù)化生產(chǎn)的方式。但該技術(shù)的投資較高，適合大規(guī)模煤氣化高氨氮廢水的處理。
4、結(jié)語
綜上所述，生化聯(lián)合法主要是利用硝化和反硝化反應(yīng)對廢水中的氨氮進(jìn)行處理，操作較簡單，氨氮脫除率高，但抗沖擊能力差，占用場地較大。化學(xué)沉淀法操作最為簡單，但需要不斷消耗藥劑，處理費用較高。汽提脫氨制氨水法氨氮脫除率高，并且能形成氨水產(chǎn)品，無廢氣排放，又能充分利用廢水的余熱，但該技術(shù)的投資較高。綜合來說，汽提脫氨制氨水法最適合煤氣化工藝中高氨氮廢水的處理。
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