煤气化技术及煤气化废水处理技术

摘要

煤气化是减少燃煤污染的有效途径，但气化过程中产生的废水会对环境造成污染。本文针对废水中主要污染物的不同，对其处理方法、治理技术、工艺分别进行了论述，并提出了建议。分别介绍了煤气化废水中有用物质的回收，生化处理方法以及深度处理方法。具体介绍了废水中酚和氨的回收，采用活性污泥法、生物铁法，炭—生物铁法、缺氧—好氧（A—O）法对废水进行处理，采用活性炭吸附法和混凝沉淀法对废水进行深度处理。

关键词：煤气化，废水处理，活性污泥法

前言

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学产品的过程，主要分为煤炭焦化、煤气化、煤气化合成氨、煤气化合成其他产品及直接液化等。

煤气化是煤化工产业发展最重要的单元技术，采用空气、氧气、CO2和水蒸气为气化剂，在气化炉内进行煤的气化反应，可以产生不同组分不同热值的煤气。主要用于生产各种燃料气，是干净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；还可以合成液体燃料和很多化工产品。

煤气化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水，属于焦化废水的一种。水质成分复杂，污染物浓度高。废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。对煤气化废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。因此煤气化废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。

一、煤气化技术[1]

（一）起源

1857年，德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子。这项工艺经过以后许多开发商的开发，到1883年应用于生产氨气。

（二）现状与原理

煤干馏过程主要经历如下变化：当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解，析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。

煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。

煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。

（三）煤气化技术分类

煤气化被誉为煤化工产业的龙头技术，目前可作为大型工业化运行的煤气化技术，可分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术。

1．固定床气化技术

（1）常压固定床煤气化技术

常压固定床煤气化是以空气、蒸汽、氧气为气化剂，在常压下将煤转化成煤气的过程。由于该技术成熟可靠、操作简单、投资少、建设期短，在国内冶金、建材、机械等行业广泛用于制取燃气；在中小型合成氨厂、甲醇厂用于制取合成气；在用气量较少的小型化工装置中用于制取CO和H2。这种煤气化技术的缺点是原料煤要求较高，且单炉生产能力小、渣中残碳较高、气化为常压煤气的压缩功耗高。随着煤气化技术的不断发展，及国家对煤化工准入生产规模要求的提高，在新建的大型煤化工装置中一般不采用此技术。

（2）加压固定床煤气化技术

图1 鲁奇加压气化炉

鲁奇加压[2]气化技术（图1）是加压固定床气化技术的代表，在20世纪30年代已实现工业化，义马气化厂[3]单台炉运行可达172天，是比较成熟的气化模式。20世纪80年代以来，我国已引进4套现代化的Lurgi气化装置，其中3套用于生产城市煤气，1套用于生产合成氨，在设计、安装和运行方面均已取得丰富经验。该气化技术原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化，且可气化灰分高的劣质煤。Lurgi气化炉中煤与气化剂逆向运动，炉温较低，采用固态排渣。Lurgi固定床气化工艺成熟可靠,包括所副产焦油在内的气化效率、碳转化率、气化热

效率都较高，氧耗是在各类气化工艺中最低的，且原料制备、排渣处理简单。由于煤气中含有CH4，热值是各类气化工艺中最高的，适合于生产城市煤气。传统观念认为，若选择Lurgi固定床气化工艺制合成气存在以下问题：①煤气成分复杂。合成气中含不直接参与合成的CH4约10%～18%，如果将这些CH4转化成H2、CO，势必投资大、成本高。②大量冷凝污水需处理。污水中含大量焦油、酚、氨等，因此需建焦油回收装置，且酚、氨回收和生化处理装置增加了投资和原材料消耗。③Lurgi 气化技术原料为5mm～50mm块煤，若购原煤则有占总量50%～55%的粉煤需处理。

我国对能源节约日益重视，煤化工装置要求大型化、多联产。Lurgi加压固定床煤气化技术同样适于大型化（多台气化炉并运）、多联产的煤化工装置。如南非萨索尔已使用了97台Lurgi气化炉；新疆广汇新能源有限公司准备建设16台Lurgi气化炉；中国大唐电力公司也将在内蒙古自治区上煤制天然气项目，采用46台Lurgi气化炉。

2．流化床气化技术[3]

图2 沸腾床气化流程图

流化床气化又称为沸腾床气化（图2），以小颗粒煤为气化原料。这些细粒煤自下而上的气化剂吹力作用下，保持着连续不断、无秩序沸腾和悬浮状态的运动，迅

速地进行混和及热交换，使整个床层温度和物料组成均一。为适应装置大型化的要求，流化床煤气化有向高压发展的趋势，但压力增加，会造成进煤和排灰工段的困难。由于其气化温度较气流床低，且气化煤的颗粒比气流床大，使其气化不彻底，飞灰和渣中的残碳均较高；如果气化原料中小于1mm的粉煤太多，也会造成气化炉带出物多、操作困难及增加消耗等问题，所以流化床煤气化技术发展较慢。

（1）美国U-gas煤气化技术

U-gas煤气化工艺由美国煤气化工艺研究所开发。1993年，上海焦化厂引进U-gas 煤气化技术及设备，共有8台气化炉，全套装置于1995年建成投产，由于种种原因，目前这套装置已被拆除。现U-gas煤气化技术归美国综合能源系统有限公司拥有，该公司在山东枣庄建了2台U-gas煤气化炉，气化压力为0.25MPa，现已产出合格煤气。目前该公司正在开发0.5MPa和1.0MPa的气化炉。

（2）灰熔聚流化床煤气化技术

中科院山西煤炭化学研究所进行灰熔聚流化床粉煤气化技术研发已20多年，于1990年完成大规模低压中间试验工作。2001年，常压下单炉处理能力100t/d，配套20kt/a合成氨规模的工业示范装置在陕西省汉中固城化肥厂成功运行，该技术的工业化应用，引起了国内外产业界的重视和关注。但该技术的规模、压力等级等技术指标与化工合成或未来发电的要求还有一定差距，因此研究组近10年来着力进行了加压气化工艺的研发。2005年～2006年设计并建立了可获得工业放大数据和经验的大型加压灰熔聚流化床粉煤气化半工业装置。2007年初完成建设，经半年的设备调试和完善，2007年12月完成了1.0MPa的长周期试验，取得了较好的数据并积累了一定的运行经验。现能够达到的操作压力为0.03MPa～0.6MPa，单台气化炉处理煤的能力为100t/d～300t/d，可配套20kt/a～60kt/a合成氨或甲醇。目前正在实施的工业项目有：（1）山西晋城无烟煤矿业集团有限公司6台0.6MPa灰熔聚流化床粉煤气化装置生产100kt/a汽油所需的化工合成气；（2）内蒙古霍煤双兴煤气化有限责任公司0.6MPa气化装置生产60km3/h煤气；（3）河北石家庄金石化肥厂0.6MPa灰熔聚流化床粉煤气化装置生产50kt/a合成氨等。

3．气流床气化技术[3]

（1）水煤浆气化技术

①德士古气化技术

德士古气化技术（图3）是由美国德士古开发公司开发的。它是将煤磨成水煤浆，加入添加剂、助熔剂等形成黏度为0.8Pa·s～1.0Pa·s、煤浆质量分数为60%以上的浆状物，加压后喷入炉内，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应，在1300℃～1400℃下气化，生产合成原料气。该技术在世界上已有几十套工业化装置正在运行，其中有二十几套在我国，包括陕西渭河化肥厂、上海焦化厂三联供装置、山东鲁南化肥厂和安徽淮南化肥厂等。鲁南化肥厂用于生产合成氨原料气，采用激冷流程，操作压力为3.0MPa；淮南化肥厂年产合成氨30万t，尿素52万t，气化压力6.5MPa，采用激冷流程，气化炉3台，目前运行良好；上海焦化厂三联供装置气化压力4.0MPa，气化炉4台，激冷流程，用于生产甲醇。由于其专利费较高，而国内有自主知识产权的水煤浆气化技术也成功开发，预计未来新建水煤浆气化装置会更多采用国内技术。

图3 德士古气化炉

②多喷嘴对置式水煤浆气化技术

多喷嘴对置式气化炉（图4）是由华东理工大学开发的一种水煤浆气化技术。2005年10月，兖矿国泰化工有限公司建成2台处理能力为1150t/d的多喷嘴对置式水煤浆气化炉（4.0MPa），并投入运行。多喷嘴对置式气化技术和德士古气化技术相比优势在于：(a)比煤耗和比氧耗分别降低2.2%和7.9%；(b)负荷调节速度快、范围大、适应力强，烧嘴可实现在另一对烧嘴正常工作情况下投运，增加了系统的稳定性；(c)由于单个烧嘴处理的煤量相对较少，烧嘴的运行时间更长。目前国内已投产和在建的装置有十几套，这将是近一段时间我国大型煤化工的主选煤气化技术之一。

图4 多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图

（2）干煤粉气化技术

①壳牌（Shell）气化技术[5]

Shell气化工艺是由壳牌国际石油公司开发的干法粉煤加压气流床气化技术。1993年在荷兰Buggenum建成日投煤2000t大型商业化装置，用于联合循环发电，目前运行良好，发电效率达到43%，排放物完全满足苛刻的环保要求。Shell煤气化采用废锅流程，可生产较多的蒸汽，适于联合循环发电，如用于生产化工产品，还要加蒸汽变换，所以废锅流程在化工行业优势并不明显。我国目前建成和在建Shell

炉有十几台，根据双环、安庆、洞氮、枝江4家单位的运行情况来看，虽连续运行时间也在慢慢增加，但都存在一些问题，要想长时间连续稳定运行还需继续完善。

②GSP气化技术

GSP气化技术是德国未来能源公司开发的气化技术。1984年在德国黑水泵建成了130MW气化装置（投褐煤量720t/d～750t/d，设计压力为3.0MPa，工作压力2.5MPa，产气量为50000m3/h，气化炉内径1.9m，压力容器外壳内径2.4m），气化原料是德国东部的褐煤。采用激冷流程，高温煤气在激冷室上部被若干水喷头激冷至200℃左右，然后用文丘里除尘器将煤气含尘量降低到1mg/m3以下。目前国内宁煤集团的甲醇制烯烃（MTO）装置采用的是GSP煤气化技术，现尚未投产。

③HT-L气化技术

中国航天集团十一所跟踪国际先进的煤气化技术的发展，开发了HT-L粉煤加压气化技术。该技术具有煤种适应性广、洁净高效、建设和运行费用低等优点，且具有完全的自主知识产权，所有设备均可国产化，非常适应我国对煤炭利用技术的要求。HT-L粉煤加压气化技术充分借鉴吸收了当今世界两大先进煤气化技术的优点，备煤、输煤、燃烧调节系统、气化炉辐射段采用粉煤气流床气化技术，灰渣水、洗涤、净化系统则采用水煤浆工艺的急冷流程技术。濮阳市甲醇厂20万t/a甲醇改扩建工程已采用HT-L气化技术，若濮阳甲醇厂使用状况良好，该技术将会有较快发展。

④两段式干煤粉加压气化技术[6]

西安热工研究院有限公司开发了两段式干煤粉加压气化技术，气化炉（图5）采用水冷壁炉膛、液态排渣。运行时，向下炉膛内喷入粉煤、水蒸气和氧气，向上炉膛喷入少量粉煤和水蒸气。利用下炉膛的煤气显热进行上炉膛煤的热解和气化反应，以提高总的冷煤气效率；同时显著降低热煤气温度，使得炉膛出口的煤气降温至灰熔融性温度以下，从而省去冷煤气激冷流程。2004年，建成了处理煤量36t/d～40t/d （10MW）的干煤粉加压气化中试装置。2000t/d级两段式干煤粉加压气化炉（废锅流程）已经应用于华能集团“绿色煤电”项目；1000t/d级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）也已应用于内蒙古世林化工有限公司年产30万t甲醇项目。与国外先

进的干粉煤气化技术相比，冷煤气效率可提高2%～3%，比氧耗低10%～15%。随着该技术的工业化应用，基于其冷煤气效率高、比氧耗低等优势，将会有更大的发展。

图5 干煤粉加压气化中试装置

二、煤气化废水处理技术

（一）煤气化废水处理技术[7]

煤气化废水处理通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分与传统的城市污水处理的概念上有所不同，这里所述的一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。

一级处理包括沉淀、过滤、萃取、汽提等单元，以除去部分灰渣、油类等。一级处理中主要重视有价物质的回收，如用溶剂萃取、汽提、吸附和离子交换等脱酚并进行回收。这不仅避免了资源的流失浪费，而且对废水处理有利。煤气化废水通

常萃取脱酚和蒸汽提氨后，废水中挥发酚和挥发氨分别能去除99%和98%以上，COD 也相应去除90%左右。

二级处理主要是生化法，一般经二级处理后，废水可接近排放标准，生化法主要有活性污泥法和生物过滤法等。

煤气化废水普遍应用的深度处理方法是臭氧氧化法和活性炭吸附。

1．煤气化废水有价物质的回收[8]

煤气化废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收，常用方法有溶剂萃取脱酚、蒸氨等。

（1）酚的回收

回收废水中酚的方法很多，有溶剂萃取法、蒸汽脱酚法和吸附脱酚法等。新建焦化厂大都采用溶剂萃取法。对于高浓度含酚废水的处理技术趋势是液膜技术、离子交换法等。

①蒸汽脱酚。蒸汽脱酚（图6）是将含酚废水与蒸汽在脱酚塔内逆向接触，废水中挥发酚转入气相被蒸汽带走，达到脱酚的目的。含酚蒸汽在再生塔中与碱液作用生成酚盐而回收。该操作方法简单，不影响环境。但脱酚效率仅为80%，效率偏低，而且耗用蒸汽量大。

图6 蒸汽脱酚工艺流程图

②吸附脱酚。吸附脱酚是采用一种液固吸附与解吸相结合的脱酚方法，将废水与吸附剂接触，发生吸附作用达到脱酚的目的，但采用吸附法（如活性炭吸附）回收酚存在一些困难，因为有色物质的吸附是不可逆的，活性炭吸附有色物质后，极难

再生将有色物质洗脱下来，从而影响活性炭的使用寿命。随着廉价、高效、来源广的吸附剂的开发，吸附脱酚法是一种很有前途的脱酚方法。

③萃取脱酚。萃取脱酚（图7）是一种液-液接触萃取、分离与反萃再生结合的方法。酚回收工段利用精馏操作脱除酸性气体CO、HS、HCN ,又利用精馏侧提出15 %浓度的氨溶液,使水得到净化。该方法简单,成本低,便于操作,回收率高。同时侧汽提的氨利用氨精馏得到90 %以上浓度的高纯液氨。

图7 溶剂萃取脱酚法工艺流程简图

（2）氨的回收

目前对氨的回收主要采用水蒸气汽提-蒸氨（图8）的方法。污水经汽提，析出可溶性气体，再通过吸收器，氨被磷酸氨吸收，从而使氨与其他气体分离，再将此富氨液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。精馏操作利用酚水中各物质挥发度的差异使各组分实现连续的高纯度的分离。由解析塔接受槽来的131℃、含氨20％左右的氨液送入精馏塔中部精馏。塔顶得99. 98％纯氨汽，经冷却后部分作为回流送往塔顶，控制塔顶温度在33～34℃，其余部分作为产品。精馏塔操作压力

1.7MPa，冷凝冷却水温为30℃，精馏塔底排出的废水含氨＜0.1％（W），塔底通入直接蒸汽，操作温度约为194℃。在精馏塔进料层附近送入20％(W)NaOH水溶液，将进料中微量的CO2, H2S等酸性组分除去，以防止产生铵盐而引起堵塞。另外，在精馏塔进料层附近可能会积聚油分，必须在适当高度从侧线引出，返回到吸收塔煤

气中去。

图8 水蒸气汽提-蒸氨法回收氨工艺流程图

2．煤气化废水处理方法[9]

煤气化废水在进行预处理前根据不同的水质特点设置调节池以调节水质水量，设置隔油池或气浮池进行除油，经以上的预处理后可采用下面的方法进一步进行处理。

（1）活性污泥法

活性污泥法（图9）是采用人工曝气的手段，使得活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行着合成和分解的代谢活动。在活动过程中，有机物质被微生物所利用，得以降解、去除。同时，亦不断合成新的微生物去补充、维持反应器中所需的工作主体——微生物（活性污泥），与从反应器中排除的那部分剩余污泥相平衡。

活性污泥法处理的关键是保证微生物正常生长繁殖，为此须具备以下条件：一是要供给微生物各种必要的营养源，如碳、氮、磷等，一般应保持BOD5：N：P=100：5：1（质量比）。煤气化废水中往往含磷量不足，一般为0.6～1.6mg/L，故需向水中投加适量的磷；二是要有足够氧气；三是要控制某些条件，如pH值以6.5～9.5、

水温以10～25℃为宜。另外应将重金属和其他能破坏生物过程的有害物质严格控制在规定范围之内。

图9 活性污泥法处理废水工艺流程

（2）生物铁法

生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三部分。预处理包括重力除油、均调、气浮除油；生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀；物化处理工艺流程包括旋流反应、混凝沉淀和过滤等工序。

在生物与铁的共同作用下能够强化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，达到提高处理效果、改善出水水质的目的。生物铁法的生产运行工艺条件包括：营养素的需求、适量的溶解氧、温度和pH值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

（3）炭—生物铁法

目前，国内一些厂家的处理装置由于超负荷运行或其他原因，处理后的水质不能达标，炭—生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。老化的活性炭采用生物再生。

该工艺流程简便，易于操作，设备少，投资低。由于炭不必频繁再生，故可减少处理费用。对于已有生物处理装置处理水后不符合排放标准的处理厂，采用炭—生物铁法进一步处理以提高废水净化程度也是一种有效的方法。

（4）缺氧—好氧（A—O）法

用常规的活性污泥处理煤气化废水，对去除酚、氰以及易于生物降解的污染物是有效的，但对于COD中难降解部分的某些污染物以及氨氮与氟化物就很难去除。

A—O法内循环生物脱氮工艺（图10），即缺氧—好氧工艺，其主要工艺路线是缺氧在前，好氧在后，泥水单独回流，缺氧池进行反硝化反应，好氧池进行硝化反应，废水先流经缺氧池后进入好氧池。与传统生物脱氮工艺相比，A—O工艺具有流程简短、工程造价低；不必外加投入碳源等优点。同时也存在着脱氮率不高（85%左右）等不足。

图10 A—O法内循环生物脱氮流程图

3．高新技术处理煤气化废水的研究[10]

目前，国内在处理煤气化废水的新技术主要有以下几种：

（1）新物化法

新物化法是指在常温下利用废水中有害物质与专门为处理废水而开发的药剂（污水灵）发生反应，经过4次不同加药处理过程和处理设施，最终实现COD、BOD、NH3-N、SS均达到排放要求。该技术最大的缺陷是废水中有毒有害物质只是形态的转移，另外该技术的成熟性还需要经工程实践的考验。

（2）HSB 法处理焦化废水

HSB（High Sotution Bacteria）是高分子均群的英文缩写。目前国内初步试验得出以下结论：HSB耐受废水中有毒有害物质性好；处理后污泥少、出水色度好；加

碱量为传统方法的1/3～1/5，运行费用较低，但对种菌特性，生存条件、净化功能尚未完全了解，有待进一步研究与实践。（图11）

图11 焦化废水工艺设计流程图

（3）三相气提升循环流化床处理技术

蔡建安经试验研究证明：用三相气提升内循环流化床反应器（AZLR）处理污水比活性污泥法效果好，其处理负荷高。它对酚、氰等污染物的耐受力强，去除效果好，并具有较低的曝气能耗，其COD去除率为54.4%～76%，酚的去除率为95%～99.2%，氰的去除率为95%～99.2%。

（4）芬顿试剂处理技术

芬顿试剂对有机分子的破坏是非常有效的，其实质是二价铁离子加过氧化氢之间的链反应催化生成·OH自由基，三价铁离子催化剂（芬顿类试剂）也能激发这个反应。这两个反应生成的·OH自由基能有效地氧化各种有毒的和难处理的有机化合物。K.Banerjeek等经试验证明，采用过氧化氢添加铁盐能有效的减少废水中COD

浓度。

（5）微波与超声波处理技术

利用微波与超声波降解水中化学污染物，尤其是难降解的有机污染物，是近几年来发展起来的一项新型处理技术。对液体而言，微波仅对其中的极性分子起作用，微波电磁场能使急性分子产生高速旋转碰撞而产生热效应，降低反应活化能和化学

键强度；在微波场中，剧烈的极性分子震荡，能使化学键断裂，故可用于污染物的降解。超声波由一系列疏密相间的纵波构成，并通过液化介质向四周传播，今年研究表明，包括卤代脂肪烃、单环和多环芳香烃及酚类物质等都能被超声波降解。

4．煤气化废水深度处理[11]

经过酚、氨回收，预处理及生化处理后的煤气化废水，其中大部分污染物质得到了去除，但某些主要污染指标仍不能达到排放标准，因此需要进一步的处理——深度处理，来使这些指标达到排放标准。

（1）活性炭吸附法

煤气化废水经以上步骤处理后COD的去除率效果不是很理想，出水浓度较大，有时高达601mg/L左右，很难达标排放，为使废水达标排放，可使用活性炭降低废水中COD的浓度。

废水处理中活性炭吸附主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除萎剂、DDT等。当用活性炭吸附处理时，不但能够吸附这些难分解有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭。因此吸附法在废水的深度处理中得到了广泛的应用。

（2）混凝沉淀法

图12 混凝沉淀法设备简图

混凝是给水处理中一个重要的处理方法。混凝法（图12）可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，去除导致富营养化的物质如磷等可溶性无机物，并且它能够改善污泥的脱水性能。具有设备简单，操作简便，便于运行，处理效果好的优点；缺点是运行费用高，沉渣量大。

三、实例分析

（一）鲁奇炉煤气化废水处理

1．水质水量

鲁奇加压气化工艺中，气化1吨煤约产出1.0m3废水。表3-1表示出各部分水量的百分数，其中主要是燕汽冷凝水和煤本身所含的水分。因此，因不同煤质所含水分不同，气化废水的量也大不相同。如沈北褐煤含水量为20.7%～22.2%，而小龙潭褐煤则高达35.6%，官地贫煤仅0.3%。所以，气化1吨煤产生的废水量大致在0.8～1.1%范围内。

由于煤气化废水实质上都是从煤气饱和水分中冷凝下来的。因此，溶解或悬浮有煤气中的多种成份。废水中的污染物会因煤质和气化工艺不同而有所差异但水质组分大致相同,特别是酚的组成基本恒定。

表1 气化废水组成表

项目煤中含水未分解蒸汽水焦油分离水煤气净化水蒸汽冷凝水生成水

水量（%）20.0 53.6 2.3 2.9 13.1 7.1

2．生化处理

我国的煤气化废水处理，一般也是采用酚氨回收一生化处理工艺，但均不能达到排放要求，故有的采用三级处理。

3．废水特点

鲁奇炉煤气化工艺成熟，但是煤气化温度低，产生废水成分复杂。

COD高，4000-6000mg/l

氨氮高，200-250mg/l

总酚800-1000mg/l

色度高20000倍

溶解性固体高3500mg/l

总油200mg/l

4．废水水质

COD：4500—5000mg/l

NH3-N：200-250mg/l

挥发酚：400mg/l

pH：9—10

色度：20000倍以上

（二）鲁奇炉煤气化废水处理工艺

图13 鲁奇炉煤气化废水处理工艺流程图

结语

现代煤气化技术研究开发在IGCC项目的带动下，取得了很大发展。但制氧成本仍然严重制约着煤气化技术的发展，因此一方面应加速高效廉价的大规模制氧技术的开发外，另一方面要注重氧耗低的气化技术的开发。应充分认识各种气化技术的优缺点，发挥其优势,采用过程集成概念，实现技术经济的优化。理论分析和已有研究表明粉煤/块煤双粒级进料液态排渣固定床气化、两段(多段)进料干粉气流床气化、流化床部分气化与气流床气化或CFB燃烧集成技术符合发展规律、具有良好的发展前景。

深入研究煤气化废水的先进处理技术，既是当前经济建设面临的现实问题，也是将来进行技术攻关的重点，只有不断提高现有处理技术的处理能力、增强新技术的经济技术可行性，将各种方法有机地结合起来，取长补短才能找到治理煤气化废水的最佳方法。其中化学氧化法具有去除率高，占地面积小、无二次污染的特点，是煤气化废水处理的发展趋势。吸附法和混凝法是煤气化废水深度处理的可靠方法，应着力进行新型吸附剂和混凝剂的开发。