间歇多循环工艺在煤化工污水处理中的应用探究

刘晓宁

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.23.126

摘 要：随着新能源产品要求不断提高，煤化工行业几年来发展迅速。本文针对煤化工行业的污水处理，详细介绍了IMC工艺的原理和技术特点，最终可知IMC对煤化工废水的处理十分高效和稳定，具有投资少、占地面积小、操作管理简便的特点，可广泛适用于煤化工行业废水的处理，为类似的工程提供一份参考。

关键词：煤化工污水 IMC工艺 探究

中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（b）-0126-02

Abstract： With the continuous improvement of new energy products， coal chemical industry has developed rapidly in recent years. In this paper， the principle and technical characteristics of IMC process are introduced in detail for the wastewater treatment of coal chemical industry.

Key Words： Coal chemical wastewater； IMC process； Research

煤气化技术是利用将煤转化成含有氢气和一氧化碳的合成气来减轻上述污染。化工是一个大型煤炭气化为清洁能源和替代石化产品生产的领导者。煤化工产业具有节约资源的优点，环保和经济效益，采用高新技术和综合优化工艺，提高资源和能源的利用效率，减少废物排放，保护生态环境，促进人与自然的和谐。但同时，煤化工行业是一个高耗能、高污染、高耗水行业，有关资料显示，LT合成氨消耗的淡水产量约为12.5m3，LT甲醇消耗的淡水产量约15m3，1T二甲醚消耗的淡水产量约15m3，LT油消耗的淡水直接液化是7m3，间接液化1t石油对水的消耗量约为12m3。

中国的煤炭资源和水资源的逆向分布，如山西，陕西，内蒙古、宁夏和其他地区的煤炭资源占已探明储量的67%，而水资源仅占全国总量的3.85%。目前，这些地区掀起了煤化工基地建设的高潮，水资源严重短缺，已成为制约煤化工发展的重要因素。

1 煤化工污水来源及污水水质特征

煤化工废水往往以高浓度煤气洗涤废水为主：

（1）水煤浆的水蒸气沉淀为炼焦煤和水加热裂解，冷凝水的初始形成。

（2）煤气净化过程中产生的洗涤废水。

（3）处理粗苯、粗苯等副产品过程中产生的废水，如氮肥生产过程中产生的氨氮废水。

（4）饱和水煤气化工艺（主要是添加水蒸气加压气化过程和煤中粗气体冷凝水）会逐渐冷却，冷凝水进入喷雾冷却系统再利用，则过剩的废水排放平衡了整个循环过程的水循环，其中许多溶解或悬浮在粗气中。

煤化工废水的特点是主要组分复杂，含有大量杂环化合物、悬浮固体、挥发酚、多环芳烃、呋喃、吡咯、咪唑、萘、氮、氧、硫、氰化物、硫化物、氨氮、油等组成有毒有害物质，COD值和颜色非常高。

2 IMC工艺

IMC工艺（Intermittent Multi-Cyclic-间歇多循环）作为传统SBR工艺的变形过程中，反硝化处理方法在去除、反应过程中最近发展起来的一种先进的预批处理，沉淀池作为一个整体，间歇性地用水防止气体离开上清液，并将剩余的污泥排入循环。

进入IMC池通常是循环的开始。

反应阶段分为曝气和搅拌两个阶段。这两个阶段依次重复几次。

曝气过程中，氧气从曝气系统转移到反应池中，废水中的氨通过微生物中有机污染物的分解转化为硝酸盐。

混相：又称反硝化阶段。此时，停止曝气，继续搅拌，使剩余的微生物在水中与水混合，氧化分解，使反应罐逐渐进入缺氧状态，开始脱氮状态。

沉淀期：停止搅拌，污泥在罐内静态分离，活性污泥逐渐沉到底部，水逐渐清澈。

Decanter：反应罐滗析后开始沉淀，从上到下逐渐从上清液中回收。此时，反应罐逐渐转移到厌氧状态，继续反硝化。

怠速阶段：这个阶段是滗水器到初始位置的阶段，末端通常是一个循环。

在IMC、硝化和反硝化过程中，在同一池中，不需要返回好氧废水，所以理论脱氮效率可以无限接近100%。IMC的运行方式是非常灵活的，通过控制供氧的操作环境中的兼氧有氧连续变换，然后IMC过程作为一个串联组合的多个O/O过程，因此，它可以确保高氮去除。实践表明，IMC工艺的脱氮效果可以达到99%以上，只要设计和操作得当，可以确保废水排放标准。

3 IMC工艺特点

（1）由于在IMC工艺为主的污水处理中，集曝气、沉淀同一池内，节约了沉淀池和污泥、污水回流系统，所以占地省、运行费用低、设备简单、维护方便。

（2）IMC池的运行更为灵活，通过对各个阶段的改造进行时间控制，可以任意改变，以满足不同水质、水质、加工要求的需要。

（3）因为每次滗水只有污水排放在一个小游泳池，其余的料浆缓冲是强大的水，所以抗冲击负荷能力的内模控制方法是很强的，原污水水质和适应变化的能力。

（4）由于模块化和程序化的操作模式，易于实现自动控制[3，4]。

（5）根据反应动力学理论，对有机反应速率与底物浓度的生物效应是一个一阶反应，IMC是按时间流，随着时间的延长反应时间即污水池中，底物浓度从高到低，是典型的推流式反应器。从选择器理论可以看出，扩散系数最小，不存在浓度反混合。在每个操作循环的水相中，反应池内的废水浓度为IMC，生物反应速率较大，单位体积效率高于完全混合反应器和不完全塞流反应器。

（6）IMC反应器中的活性污泥在厌氧、缺氧和好氧条件下交替进行，具有脱氮除磷效果。A/O法使氮的去除率达到75%以上，污泥回流量应是水的几倍，功耗大。而这种方法是不同的，因为操作是在同一反应池中进行，但没有污泥回流污泥浓缩池，因此这种方法，对氮的去除效率不高且穩定。

（7）IMC稳定运行的效果，既不完全混合在反应池中的流，没有接触氧化窜。

（8）IMC反应罐在早期运行时，BOD浓度较高，但DO浓度较低，传热驱动力较大，因此在曝气设备中相同条件下，IMC可获得较高的氧气转移效率[5，6]。

（9）IMC反应池中BOD浓度梯度的存在有助于抑制丝状菌的生长并克服污泥膨胀的问题。

参考文献

[1] 马卫超.浅谈几种焦化废水处理技术[J].科学大众，2009， 27（9）：156.

[2] 高廷耀，顾围维.水污染控制工程：下册[M].北京：高等教育出版社，1999.

[3] 巴雅尔，李子富，张扬.A/O2法在大型焦化废水处理系统中的应用[J].工业水处理，2012，67（112）：174-178.

[4] 阳立平，肖贤明.Fenton法在焦化废水处理中的应用及研究进展[J].中国给水排水，2008，43（2）：9-13.

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[6] 欧阳曙光，王子侃.用于焦化废水处理的PVDF基础膜制备及表征[J].现代化工，2015，32（4）：233-237.endprint