我国煤炭资源丰富,为保障国家能源安全,满足国家能源战略对间接液化技术的迫切需要,2001年国家科技部“863”计划和中国科学院联合启动了“煤制油”重大科技项目。煤制油(Coal-to-liquids, CTL)是以煤炭为原料,通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术,包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。截至目前已投产和在建的煤制油项目产能规模约达1600万吨/年。但煤制油生产过程中必然带来废水处理的问题,煤制油废水成分复杂、毒性高,除CODCr和色度高之外,还含有大量的氨氮、酚类、氰化物、烷烃类、芳香烃类、杂环类等对生态环境有极大影响的有害污染物。对煤制油过程产生废水污染物的排放控制是我国煤制油行业实现可持续发展、保护生态环境和人体健康必须要面对和解决的一个核心问题。
为了促进煤制油行业废水处理研究工作的深入开展,结合中国矿业大学(北京)在煤炭行业以及煤化工行业的优势和特色、基于神华集团建成的首套煤直接制油示范项目以及其它煤间接液化项目的运行和实践经验,作者根据近年来已有的工作基础,特别是结合国家高新技术研究发展计划(863)项目“固定床气化废水处理及关键技术与示范”(2015AA050501)、环保部公益性行业科研专项经费项目“煤化工残渣处置和利用过程的环境风险控制技术研究”(201209025)、环保部标准项目“煤化学工业污染物排放标准”(2015-5)、神华集团科技创新项目“煤化工废水处理技术规程研究”(SHJT-16-06)等所取得的研究成果,融合国内外煤制油废水处理的最新研究进展,撰写了本著作。
作者通过上述相关课题的研究,对我国煤制油主要生产工艺进行了总结归纳,并详细分析了各种典型工艺的废水产排污节点,获得了大量可靠的废水排放特征数据;同时采用紫外-可见光谱法、傅立叶红外光谱法、三维荧光分析法等对代表性废水处理工段废水中溶解性有机物的六组分进行光谱学特征分析,确定了煤制油废水中难降解溶解性有机物的种类及浓度;在此基础上采用臭氧、紫外、芬顿等高级氧化技术对难降解有机物进行处理,研发了煤制油废水的复合处理关键技术;高浓盐水处理难度大、成本高,目前很多企业依靠蒸发塘进行蒸发晒盐,但存在较大问题,作者在调研国外文献资料基础上,结合实际调研过程中部分企业在用的机械蒸发设备,提出了煤制油行业高浓盐水的高效处理技术及设备;针对煤化工行业耗水量大、难处理等现实问题,作者在实践工程研究基础上总结提出了煤制油行业“零排放”的思路及技术。
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