煤制自然氣是新型煤化工開展的戰略重點之一，氣化是其龍頭技術。煤制自然氣的氣化技術目前主要采用碎煤氣化工藝，其產生的廢水中含有大量懸浮物、油、氨、氰化物和酚類(苯酚、甲基苯酚、二元酚、多元酚等)等物質，屬高濃度有毒難降解廢水。生化處置及水回收應用，特別是在無外排接納水體狀況下高濃鹽水的處置與應用是現階段煤化工產業開展面臨的嚴重環保課題。目前生化處置大多采用A/O工藝，出水CODcr通常可達350mg/L，經過酚、氨回收，預處置及生化處置后的碎煤氣化廢水，其中大多數污染物得到去除，但某些主要污介入標仍不能到達排放規范。為了滿足下游回用途理請求，需設置深度處置系統。

　　1、中試實驗

　　某大型企業在內蒙某煤制自然氣廠建立了一套碎煤氣化廢水全流程處置設備，包括生化、中水回用、膜濃縮、蒸發結晶四個單元，最終產出合格的氯化鈉和硫酸鈉產品。生化單元工藝流程為“調理池+水解酸化+兩級A/O+臭氧氧化+曝氣生物濾池/PMBR”；中水回用單元工藝流程為“混凝沉淀+多介質過濾+超濾+反浸透”；膜濃縮單元工藝流程為“軟化廓清池+多介質過濾+離子交流樹脂+超濾+海水反浸透+電解氧化+納濾+納濾產水反浸透”；蒸發結晶單元工藝流程為“氯化鈉MVR蒸發結晶+硫酸鈉MVR蒸發-冷凍結晶”。本工業廢水處理工藝流程如圖1所示。

　　中試設備從2018年2月開端調試運轉，4月打通全流程，5月產出了合格的氯化鈉、硫酸鈉單質結晶鹽，8月完成了性能考核。

　　2、深度處置工藝

　　在調試運轉過程中，實驗了兩種生化深度處置工藝，在2018年4月至6月采用“二沉池出水+溶氣氣浮+臭氧催化氧化+BAF工藝”(以下簡稱BAF工藝)，工藝流程如圖2所示。2018年7月采用“二沉池出水+混凝沉淀+臭氧催化氧化+PMBR工藝”(以下簡稱PMBR工藝)，工藝流程如圖2所示。同時對中水回用單元流程也實施了相應調整，BAF工藝對應的中水回用流程為BAF出水+高密+超濾+反浸透;PMBR工藝對應的中水回用流程為PMBR出水+超濾+反浸透。

　　3、剖析與討論

　　3.1 出水水質

　　兩種深度處置工藝各運轉了一段時間，對主要水質指標CODCr、NH4-N、總氮、總酚實施了檢測剖析，將BAF工藝和PMBR工藝二沉池出水水質和最終出水水質實施比擬，結果如圖3所示。

　　圖3標明，PMBR工藝在二沉池出水CODCr動搖較大狀況下，最終出水水質優于BAF工藝。二者對CODCr的去除較穩定。圖4標明，兩種深度處置工藝對NH4-N的去除效果顯著，最終出水NH4-N都到達設計請求(<5mg/L)，PMBR出水NH4-N簡直檢測不到，去除效果更優。圖5標明，兩種深度處置工藝對TN的去除不是很理想，這是由于在深度處置段沒有去除硝態氮的手腕，NH4-N轉化為NO3-，NO3-增加形成。圖6標明，兩種深度處置工藝對總酚都有一定的去除效果，且PMBR工藝總酚去除效果較好，剖析緣由是活性炭吸附增強了去除效果。

　　對運轉階段水質數據取均勻值，剖析各設備污染物的去除率，采用BAF工藝二沉池出水及深度處置出水指標如表1所示。

　　溶氣氣浮添加絮凝藥劑，較多的浮泥和膠體物質被去除，其對CODCr的去除有一定奉獻。臭氧接觸塔水中臭氧含量到達50～80mg/l，色度去除效果明顯，對總酚的去除效果顯著，提升了廢水可生化性。曝氣生物濾池(BAF)對氨氮、總氮和總酚的去除效果相對明顯，但去除CODcr的效果有限。這是由于魯奇酚氨污水中含有比酚更難降解的有機物，可思索采用物理辦法進一步去除，如膜過濾法等。

　　采用PMBR工藝二沉池出水及深度處置出水指標如表2所示。

　　高密池的主要作用是去除硬度、硅等，池內投加混凝劑和絮凝劑，對浮泥和膠體物質也有一定的去除效果，臭氧接觸氧化塔和PMBR反響器完成深度去除污水殘留的難降解有機物。臭氧接觸氧化塔有效降低污水色度。PMBR反響器進一步吸附、過濾、截留、去除污水殘留污染物，CODCr和總酚去除率分別到達66.6%和87.2%，出水指標均勻值CODCr67.4mg/L，SS5.5mg/L，NH4-N<0.025mg/L，總氮14.2mg/L。

　　經過比擬發現，PMBR工藝對CODCr、NH4-N、總酚的去除率要優于BAF工藝，特別是CODCr的去除，PMBR反響器由于添加了活性炭粉，有效吸附了難降解的CODCr。對總氮的去除效果雖不顯著，但也可到達設計出水請求(<15mg/L)。而BAF工藝中CODCr、總酚的出水指標較高，其對魯奇廢水中難降解的有機物去除有一定的局限性。

　　3.2 操作運轉

　　實驗運轉期間發現，溶氣氣浮設備勞動強度較大且控制不易，需經常實施操作調整(以控制好氣水比)，出水指標動搖較大，如控制不好，出水含懸浮物較多，梗塞后續臭氧塔，需對臭氧塔頻繁反洗，影響設備出水才能和穩定性運轉；高密設備操作控制相對較易，僅對加藥控制好就可保證出水指標相對平穩；PMBR處置才能強，在進水指標動搖范圍大的狀況下，出水指標動搖相對較小，其耐沖擊負荷才能較高，但需投加活性炭粉，其藥劑耗費約為1.59元/噸水，其運轉本錢高于BAF工藝。且PMBR膜污堵風險較高，需經程序設定定時實施反洗，也提升了運轉本錢。思索后續中水回用單元，由于PMBR出水水質較好，可直接進超濾設備，比照BAF出水還需進高密除硬、除硅，其在中水回用單元的運轉本錢要低。綜合比擬，兩種深度處置工藝在運轉費用方面差距不大。

　　4、結語

　　BAF和PMBR兩種深度處置工藝對生化二沉池出水的CODCr、NH4-N、TN、總酚均有一定的去除效果，PMBR工藝對難降解有機污染物的去除效果較顯著，其對CODCr和總酚去除率分別到達66.6%和87.2%，遠高于BAF工藝對CODCr(9.5%)和總酚(32.7%)的去除率，但經過操作運轉發現其在活性炭粉投加效率和循環應用方面還有提升空間，需思索降低運轉本錢。BAF工藝是傳統的污水深度處置工藝，關鍵在前端廢水可生化性的提升，臭氧催化氧化可有效提升廢水B/C，利于后續工藝的牢靠運轉。