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）

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）

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。

GSP气化炉；煤制气废水；处理技术

当前，随着国家对高效洁净能源的倡导、加大对石油可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，由于GSP气化炉煤制气是高耗水的行业，不仅对于水资源有着极大的需求量，而其设备所排放的废水问题，已成为当前限制煤制气产业发展的重要障碍，亟待解决。

1 GSP气化炉煤制气废水水质概述

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。对此，更应按照煤制气废水的水质特点，展开相应的物化、生物以及深度处理。

2 GSP气化炉煤制气废水处理技术现状

1）普通活性污泥工艺：该工艺无法承受过高浓度的难降解物质，虽然可以在短时间内获得良好的COD去除率，然而其水中难降解有机物含量仍然很大、脱氮效率不高。

2）A/O工艺：该工艺虽然可以实现去氨氮的效果，然而其水质COD浓度依然无法达到排放标准。

3）SBR工艺：该工艺能够出色地抗冲击性负荷，然而无法抗酚毒性，耐受水平一般，污泥易流失。

4）生物膜工艺：该工艺可以控制保持污泥量，然而去除COD浓度效果不佳，负荷水平低，无法解决大流量的GSP气化炉煤制气废水[1]。

5）高级氧化工艺：该工艺可以迅速实现氧化分解一些难以降解的有机物，且进一步提高废水的可生化性，然而由于在投用中成本过大，因而不能形成产业规模。

3 完善GSP气化炉煤制气废水处理技术措施

3.1 改进SBR工艺

SBR废水生化处理系统也被称之为序批式活性污泥法，该处理工艺是在SBR反应池中实现进水、反应、沉淀、排水、均置等工序，其优势在于管理更为便捷、节省占地、耐冲击负荷强等特点。利用调节反应周期和各阶段的反应时间，构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和总氮。当前，经过改进的SBR工艺已广泛投入到国内的煤气化废水治理工程中并获得了可靠的应用。

3.2 PACT/WAR工艺

这一工艺主要是在活性的污泥曝气池中掺加活性的炭粉末，通过活性的炭粉末对有机物与溶解氧完成吸附作用，从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解能力[2]。当前，这一工艺目前已经在国内很多的炼化煤气化废水治理工程中得到了广泛应用。

3.3 多级生物处理工艺

该工艺重点覆盖了外循环厌氧处理系统、生物增浓同步脱氮系统、改良A/U氧化、活性硅藻土以及碳粉吸附系统、絮凝沉淀处理系统与滤池。当前，多级生物处理工艺在北方煤气厂煤气化废水治理工程中得到广泛应用。

以上所介绍的3种GSP气化炉煤制气废水处理技术都已经在实际工程中获得了普遍应用，其中，从技术的成熟度、市场的认可度、以及流程的稳定性来来说，多级生物处理工艺表现更加出色。其原因在于：①经水量调节、均质以及除油后的废水进到外循环厌氧处理系统时，经水解酸化且提高可生化性，进入均质池，和其它有机污水混合均质。②实现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时存在基础上，利用控制溶解氧，通过自养型细菌把氨与亚硝酸盐一齐去除，产物成氮气。此外，伴随形成硝酸盐，因为参与了反应的微生物是自养型微生物，所以生物增浓同步脱氮工艺不需要用到碳源。不仅如此，一般来说，该工艺只需用到硝化50%氨氮，其工序只需控制到亚硝化阶段，故而能够节约碱度和供氧量。

4 结束语

综上所述，生物结合物化组合技术是未来GSP气化炉煤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负荷，最终为废水的达标排放夯实基础。

[1] 张占梅，付婷.煤制气废水处理技术研究进展综述[J].环境科学与管理，2014，25（10）：29-33.

[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论丛，2010，17（02）：31-34.

表1 管道失效概率

首先针对管道运行年限进行分类，加设管线管段的管龄相通，失效率的计算公式为：

根据目标安全管理的设计，不同时期的管段失效率的安全可靠度为：

根据油气管线的不同时期以及不同特点采用相应的方法，进行有针对性的管道管理，可以加强管线的可靠性管理，通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生率，同时延长管道的使用寿命。

4 管道风险分析

管道的风险分析是建立在风险管理的基础上对资源的调配和利用。科学的管道风险分析可以对管道系统进行风险评估，将薄弱环节等彻底排查，按照轻重缓急予以风险的管控。对新建、备用、长期服役的管线，都可以通过管道风险分析进行评估，得到工程的最优化原理，确定最终的线路维护和管理方案。

对于风险评价的指标应进行量化，参考众多因素，根据经验值进行风险评价，对数据的属性进行分析，对管理者的技能加以强化，量化的因素要考虑，人口密度、土壤情况、周边环境、管输介质、泄露范围、公众影响、二次危害等。

5 结束语

与国外现役输送管道的风险分析进行比较，我国的风险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方面加以重视，通过更多的研究工作，研究管线可靠性数据库的家里、油田领域管网研究、化工、海底管线的分析系统的研究等，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。

参考文献

[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[J].煤气与热力，2015.

[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险评价[J].油气储运，2013.

[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].石化技术，2016.

Research Progress of Coal Gasification Wastewater Treatment Technology in GSP Gasifier

Du Gang

GSP gasif cation furnace coal gas wastewater mainly from gas washing，condensation and purif cation process，so the water quality is very complex，which contains a large number of phenols，long chain alkanes，aromatic hydrocarbons and heterocyclic compounds，cyanide，ammonia and other toxic substances，which belongs to the contemporary representative of high concentration and diff cult degradation industrial wastewater.Therefore，based on the economic investment，to ensure that the water quality problem can be effective treatment of wastewater treatment process，strong stability，low operation cost of GSP gasif cation furnace coal gas wastewater treatment technology，is currently the coal gas industry development urgent needs.This paper introduces the present situation of domestic treatment of GSP gasif er coal gasif cation wastewater technology status，analysis and concluded that wastewater treatment heavy diff culty lies in its complex water quality，diff cult to degrade，high concentration of organic matter，toxicity and other issues. The research progress of coal gasif cation wastewater treatment technology in GSP gasif er is emphatically discussed.It is pointed out that the combination of physicochemical and biological treatment technology is the inevitable trend of wastewater treatment.

GSP gasif er；coal gasif cation wastewater；treatment technology

TQ546

B

1003-6490（2016）11-0053-02

2016-11-22

杜钢（1984—），男，宁夏灵武人，助理工程师，主要研究方向为化学工程与工艺。