浅谈煤气站含酚废水治理的有效性

【摘要】本文阐述了几种常见处理酚水的方法，并对这几种方法做出对比和论证，同时提出了改进的办法。

【关键词】煤气站，酚水处理，煤气发生炉

中图分类号：TQ548文献标识码： A

发生炉煤气站含酚废水的治理一直是个行业内头痛的难题。难就难在尽管处理的办法分门别类，但是没有一个令人满意的方法。能够彻底处理酚水的方法却成本太高，如直接焚烧法、生化法。能够节约成本的处理方法却处理不够彻底或管理难度大，如蒸发法处理酚水。目前处理酚水既经济又彻底的方法就是陶瓷厂采用的调制水煤浆燃烧法。不论哪一种处理方法都存在着一个共性的问题，那就是处理酚水的有效性问题。

1 直接焚烧法

直接焚烧法是利用焚烧炉进行焚烧。其工作原理是将含酚污水在850℃以上的高温条件下，将酚分子结构破坏裂解、燃烧，最终生成二氧化碳和水蒸气，从而达到环保排放的要求。焚烧炉一般以煤气站自产的煤气和焦油作为燃料。焚烧1吨酚水需要近1200～1300立方发生炉煤气，成本在450～500元以上。

目前煤气站采用的酚水焚烧炉有两种，一种是直接燃烧的焚烧炉，其热效率极低，一般不超过20%。下表为直燃式焚烧炉焚烧酚水数据。No.1为卧式直燃式焚烧炉焚烧酚水的数据。No.2为立式酚水焚烧炉焚烧酚水数据。

焚烧炉焚烧酚水数据

两段炉煤气按1500kcal/Nm3计，换算成两段炉煤气，需要量 1.26～1.32Nm3/kg 酚水。

第二种是带换热器的余热回收的焚烧炉，换热器有助燃空气换热器和酚水预热器两种。第一级为气风换热，第二级为气水换热。通过换热器回收一部分热量。其热效率可提高30～40%。

近年来蓄热式换热技术应用领域越来越宽，为了提高焚烧炉的燃烧效率和热效率拟采用蓄热技术改造目前采用的焚烧炉。

蓄热式换热技术，利用耐火材料作蓄热体，交替地被高温废气加热储存热量。再将蓄热体蓄存的热量与热空气或煤气，使空气和煤气获得高温预热，达到废热回收的效能。由于蓄热体是周期性地加热、放热，为了保证炉膛加热的连续性，蓄热体必须成对设置。同时，要有换向装置完成蓄热体交替加热、放热。蓄热室的换向时间一般在 10～30分钟。蓄热室的废气排出温度为 300℃左右，比传统的焚烧炉的排烟温度降低200～500℃左右。热效率可提高到50%以上。它能最大限度地回收出炉废气的余热，大幅度地节约燃料、降低成本。

新型蓄热技术，一是采用小球状、蜂窝状、片状、短圆柱状等陶瓷质蓄热体，其比表面积比传统蓄热格子砖增大几十倍甚至几百倍，因而换热效率高，并减小了蓄热室体积；二是采用新型换向设备，使换向时间大大缩短，换向时间仅为0.5～3分钟。由于缩短了换向时间，大大降低了工业炉窑烟气的排放温度，排烟温度只有200℃或更低。新型蓄热室可以将空气或煤气预热到接近出炉废气温度，温度效率达到85％以上，热效率达到70％以上。

2 生化法

对含酚污水进行生化处理是培养微生物，并利用微生物将污水中的酚类有机物消化吸收分解成H2O和CO2的过程。该方法根据微生物的承载方式及供氧方式的不同又可分为曝气法、接触氧化法、生物转盘法及生物滤池法等。生化法对进入生化池的污水水质要求较为严格，污水中焦油及酚等有机物浓度不可超过微生物所能承受的浓度，否则，需要将污水稀释后才能进入生化池，这样便限制了处理水量。同时微生物驯化比较困难，进水浓度超标、环境温度不适宜，都很容易限制微生物的生存。由于条件要求严格致使其处理成本相当高。除大型煤气站外一般不采用此种方法。单单生化系统处理成本大约在110～120元/t。其中有酚水中有3～4%的泥沙等沉淀物需要焚烧，也会花费一定费用。

3蒸发法处理酚水

蒸发脱酚法是使含酚污水加热后，酚就随水蒸发而进入蒸汽中，含有一定酚的水蒸汽进入发生炉空气管道，然后渗入空气中作为气化剂。在炉内，氧化层内因高温且有氧存在的条件下，酚就氧化生成二氧化碳和水，最终达到脱酚的目的。

工艺流程：根据煤气炉所产酚水的性质及酚水中含焦油、灰尘等杂质的情况，酚水在酚水池中进行四级沉淀过滤。酚水中的泥沙、油污及灰尘杂质先在第一级沉淀池中沉淀及除油，经沉淀除油后的酚水到第二级酚水沉淀池，焦油到焦油池。经过二级沉淀池对酚水沉淀过滤后再进入第三级渗透过滤池，在第三级渗透过滤池中装入粒度均匀的灰渣或者钾长石对酚水进一步吸附过滤处理，酚水再从第三级渗透过滤池溢流到第四级沉淀池中，最后经第四级沉淀后到洁净酚水池。由泵将洁净酚水送到一级换热器，酚水将从30℃升温到60-80℃。预热后的酚水再进入列管换热器，利用450-550℃的高温煤气与酚水进行热交换，将酚水汽化产生蒸汽。汽化后的酚水蒸汽接到煤气炉的汽风混合室与空气进行混合，混合后作为气化剂进入煤气炉的氧化层，酚类有机物在1250℃左右的高温下发生分解或参与反应。

但此种蒸发脱酚方法对使用的水质有一定的限制，如污水中的高沸点的有机物、重质油等在此过程中都不易蒸发，当水体中悬浮物及总固体含量高时，在加热过程中由于水的蒸发，杂质浓度相应的上升，就会造成水管的结垢和堵塞，所以要加强日常的管理维护工作，定期清理，保证其运行效果。

此种方法在煤气炉行业中应用较多。其优点：

（1）节约能源及成本，提高了对能源的综合利用：在煤气发生炉的冷煤气工艺中，煤气净化部分需要尽量降低煤气温度，以有效地除去煤气中的杂质，而这部分热量在此前的工艺中大部分被浪费掉；而在炉底鼓风中，则需要掺和高温蒸汽提高温度和水分含量。这就形成了一对矛盾，一方面热量被浪费，一方面又需要补充热量，这就造成了能量流动的不合理。该技术能够在降低污染的前提下解决这个问题：工艺风在吸收部分含酚废水的热量和蒸汽后，只需补充部分蒸汽即可达到饱和空气的目的，而且比以前的高温蒸汽与空气直接混合更充分，效果更好。

（2）含酚废水封闭运行，最大限度的降低了对周围环境的污染。

（3）该技术充分利用煤气站的自产蒸汽和下段煤气显热对酚水进行处理，节能降耗，大大降低了煤气站运行费用，不排放，不泄露，达到了环保要求。

以上介绍的几种酚水处理方法，都能满足国家的环保要求。如有水煤浆做为燃料的，即可用焚烧法，将酚水直接掺入水煤浆中焚烧，投资较低操作方便，但味道较大，周围环境较差；如水源较紧张的地区和企业可利用物理生化法，此种方法酚水处理可达到排放标准或做为工业循环用水；蒸发法处理酚水优势较大，目前在行业内应用较广。总之这几种方法各有其优缺点，需要根据企业不同的自身情况进行合理选择。

参考文献

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