MBR在煤化工污水处理中的可行性

1煤化工排水系统与污水特性

无论是传统的煤制合成氨、煤制甲醇工业还是新兴的以生产石油替代品为目的的煤制油、煤制烯烃、煤制天然气工业，其所排放污水主要为气化污水、合成污水和产品精制污水。因气化工艺和煤种等的不同，各种气化污水水质差异较大，但基本属于高含油、高氨氮、高COD、高TDS、难生物降解废水。合成污水和产品精制污水因合成物及合成反应的不同水质也存在较大差异。对于费托合成污水，其COD、油、氨氮含量均很高、污染成分复杂、可生化性较差。对于甲醇合成与精制等污水，其污染物种类相对单一，尽管COD和油含量也较高，但可生化性较好。一般来说，煤化工污水的主要特点是污染物种类复杂、难生物降解组分较多、高含油、高氨氮、高COD、高TDS等。

2煤化工污水和回用水处理技术现状

煤化工污水处理的主要目标是要达到污水排放和再生回用要求，经处理的再生水一般作为循环水场补给水回用，部分作为锅炉补给水和厂区杂用水回用。随着煤化工项目的陆续建设，煤化工污水处理与回用水技术也随之不断发展。目前，煤化工污水处理主要采用“预处理+生化处理”方法。预处理主要包括酚氨回收、破氰和除油等，其中酚氨回收和破氰处理一般在生产装置区完成使其特征指标满足进入集中污水处理站水质要求。污水处理站内的预处理设施主要为除油装置，常用的有隔油沉淀和气浮等设施。生化处理主要是去除氨氮和有机污染物，一般采用好氧活性污泥处理工艺，常用的有A/O及其各种变种工艺、SBR工艺和生物接触氧化工艺等。为提高污水的B/C比或应对较高的有机污染物浓度，一般会在好氧生物处理之前设置水解酸化、厌氧等工艺。常规的“预处理+生化处理”一般只能达到排放水质要求，为达到回用目的，一般在常规生化处理之后设置回用水处理工序以进一步降低污染物浓度。当回用要求不太高时采用简单的过滤工序即可，但当回用水质要求较高时，一般需要设置有针对性的处理工序。对于有机污染物不合格的污水一般设置深度生化处理工艺（常用的如BAF、O3-BAC、ACT等），对于含盐量较高的污水则会设置除盐设施（如膜分离、离子交换等）。由于煤化工污水一般具有含盐量高和含有较多难生物降解组分，回用水处理大多采用“深度生化处理+膜分离”的组合工艺。

3MBR工艺技术及其应用可行性分析

MBR工艺技术即膜生物反应器（membranebioreactor，MBR）技术始创于20世纪60年代末期，典型的MBR工艺是将传统活性污泥处理工艺与膜分离工艺相结合，其中活性污泥处理用于污染组分的生物降解，膜分离用于截留微生物。由于有效膜孔径可以达到0.1μm以下，MBR能够产生远优于澄清过滤的高品质出水，同时微生物的有效截留使得反应器内微生物量得以显著提高并因此而减小反应器容积、提高活性污泥工艺生物处理的效率。长期以来，MBR工艺被普遍认为是一项能够体现现代化科技水平的先进技术，其在市政污水处理与再生回用领域和其他工业污水处理领域已得到广泛应用，但在煤化工污水处理与回用方面领域的应用却非常少。通过对MBR工艺技术特点与煤化工污水特点的比较研究，MBR处理工艺与煤化工污水有着很好的适应性和优越性，该工艺能够高效地去除煤化工污水的主要污染物氨氮和COD，同时能够产生高品质可直接回用的再生水。

4MBR用于煤化工污水处理的工程实例与实验研究

目前，已有一些MBR工艺应用于煤化工污水的实际工程案例和实验研究，证明MBR工艺用于煤化工污水处理具有很好的效果。河南煤化工合成氨项目废水经过格栅拦截和气浮预处理后依次进入厌氧池、好氧池进行氨氮和COD去除，然后进入MBR池实现泥水分离。天脊中化高平化工合成氨项目废水经过格栅拦截和气浮预处理后进入厌氧池（A池）进行水解酸化以及反硝化反应，然后进入好氧池（O池）进行硝化反应。

5结语

（1）综上所述，采用MBR技术为核心工艺处理煤化工废水是一种可行且高效的方法，对于与水资源状况存在显著矛盾的煤化工行业来说，其高品质的产水能很好地满足煤化工对污水再生回用、污水零排放的要求。MBR模块化的设计、全自动化的操作更能体现现代科技发展的技术水平，更能满足现代新型煤化工企业的管理要求。

（2）MBR工艺与传统活性污泥法工艺及其各种变种工艺相比具有很多优势，但单独的MBR工艺并不能完全满足煤化工复杂的水质和日益提高且多样化的回用水质要求，它需要与传统工艺有机结合相互弥补，综合传统工艺有机污染物去除性能与膜分离微生物截留性能，以使这一工艺技术满足更广泛的水处理和回用目标。

（3）膜污染和膜寿命是制约MBR工艺应用的重要因素，在膜抗污染研究和膜材料性能改善方面还需要做大量的工作。对于抗污染研究除了实验室研究之外，更重要的还是实际工程化应用，这方面目前还只是刚刚开始。只有通过工程化应用，在实践中不断总结工程设计及运行管理经验，才能很好地发展这一前景广阔的技术。

作者:张欢 单位:惠生工程（中国）有限公司