煤化工污水治理技術探討

邱文熙 馬衍睿

摘 要：雖然我國現在經濟快速發展，工業不斷進步，但與之而來的還有各種污染的產生，工業廢水的排放處理尤其是一個大問題，煤化工是一個用水量大的行業，相應的耗水也多、排水量也大，而縱觀我國煤化工企業的地理位置分布，又集中于水資源較少的地方，隨著煤化工項目規模的日益擴大，水環境問題的日益突出，煤化工企業對污水的處理雖然在經過很多環節之后，仍不能做到達標排放，其污水治理工作顯得尤其重要，文章首先簡要概括煤化工污水的特點和危害，其次簡單介紹一下目前行業治理污水的主要方法，最后提出自己的觀點，以期可以指導煤化工行業污水治理工作的開展。

關鍵詞：煤化工企業；污水治理；技術探討

煤化工企業在生產中需要消耗大量的水，產生的污染物質特別多，企業為了推進環境的治理，促進環境的優化，促進企業生產設備的穩定運行，應該努力減少水的使用，減少污水的外排，最大化的回收利用污水或中水。但是，煤化工企業生產復雜，使用的化學產品多，造成污水成分復雜，排放量大，又因為在生產中工藝技術的使用不同，水質因而存在較大差異，但是普遍含有的有毒有害物質是酚類、氰化物、苯等，并且，污水中還含有高濃度的COD，色度和氨氮污染物，生化性也很差。污水的治理一直是制約煤化工企業發展的瓶頸，煤化工企業若想取得長足發展，必須重視污水治理技術的選擇應用和開發。

1 煤化工污水的基本特征和危害

1.1 煤化工污水的特征

煤化工行業污水主要分為煉焦廢水、煤氣化廢水和煤制油廢水三類。煤焦廢水主要是伴隨煤制焦的過程產生的剩余氨水，它的污染物的成分大多是酚類、硫氰化物、氰化物等。煤氣化廢水是一種有機廢水，難降解，它主要是伴隨著制作煤氣的過程產生，它的污染物的成分大多是氨氮、揮發酚、氰化物等。煤制油廢水是在煤制油過程產生的，煤制油過程耗水量大，每噸產品的制成至少需要十噸水的參與，煤制油廢水成分復雜、色度大、乳化程度高、難以生物降解，污染物包括大量的氨氮、氰化物等無機物，還有大量的苯系物和含氮、硫的雜環類有毒有機化合物。煤化工企業排出的污水多含有化學成分、甲醇、氨氮濃度高、檢驗結果呈酸性及堿性，含有大量的油脂成分。

1.2 煤化工污水的危害

煤化工企業污水的危害很大，不達標排放和不合理排放，嚴重危害著人類和其他生物的生存。污水COD濃度高，排進河湖內會消耗水體中的氧，造成水中溶解氧濃度降低，水生生物呼吸困難；污水的污染物氨氮濃度高，造成水體富營養化，藻類大量繁殖，水中氧氣減少，進而又引起大量藻類死亡，魚類死亡，造成水污染；污水中含有的污染物像油、酚、氰、苯及衍生物等，在排進水體后，在水體被分解的過程中會消耗大量的氧，氧氣減少會影響生物的生產、生長，污染物也會毒害生物的健康，有毒物質在生物中蓄積，經過生物鏈的傳遞、富集，被人類食用后進一步引起人類中毒，危害人類的生命健康。

2 煤化工企業污水治理的常用工藝方法

目前煤化工企業中，污水治理基本都遵循物化預處理、生化處理、物化深度處理的這樣一種基本原則。

2.1 物化預處理

煤化工企業在生產活動中產生的污水成分復雜、色度和毒性大，含有較多油脂成分，因此必須先進行物化預處理，可以首先去除一些污染物質，減少油脂成分，這樣，可以明顯減輕后續治理工作的負擔，進行物化預處理工作，通常使用的方法有隔油、沉淀和氣浮等，為了有效的去除油脂，企業往往會結合使用隔油法和氣浮法，經由這兩道工藝，還可以回收利用一些油脂，大大提高污水的利用率。其中，隔油法一般分為重力分離型、旋流分離型和聚結過濾型等，氣浮法一般分為溶氣氣浮、擴散氣浮和電解氣浮等。如果酚和氨濃度較高，就需要進行酚和氨的回收預處理工作，處理酚的方法有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法、液膜技術法和氧化法等。回收預處理氨的工藝，我們常常采用蒸汽汽提-蒸氨法。另外，我們在進行預處理時，為了去除大顆粒固體，常常采用初沉法。

2.2 生化處理

煤化工污水在經由物化預處理的環節后，為了進一步去除污水中的苯酚類和苯類物質，接著要進行的是生化處理，主要采用的方法有：厭氧/好氧法（A/O）、厭氧/缺氧/好氧法（A/A/O）以及序批式活性污泥法（SBR）和生物接觸氧化等。但是即使是經由了生化處理后，煤化工企業的污水仍不能達到外排的一級標準，因為此時污水中仍含有一些不容易降解的有機物以及多環和雜環類化合物等，所以，企業只能另尋方法，改進新的處理工藝進行污水的二級處理，經企業創新實驗后，發明了更加先進的方法，例如：曝氣生物濾池（BAF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、載體流化床生物膜法（CBR）、生物流化床處理法（PAM）及生物炭法（PACT）等，下面簡要介紹幾種生化處理的工藝。

2.2.1 曝氣生物濾池法（BAF）。曝氣生物濾池法（BAF）是一種更先進的工藝，因為它合并了生化反應和物理過濾兩種處理過程，集合了活性污泥法和生物膜法兩者的優勢，大大提高了反應池的工作效率。曝氣生物濾池是新型的高負荷浸沒式的可以固定的生物膜反應池，是實現了讓兩種過程在同一個反應池中進行的反應池。

2.2.2 生物炭法（PACT）。生物炭法（PACT）是在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末吸附有機物和溶解氧的作用，為微生物的生長提供食物，利用微生物的氧化分解能力降解COD。因為活性污泥的表面積很大，而活性炭對于有機物和溶解氧的吸附能力特別強，所以，我們把活性污泥放在曝氣池內，再投加活性炭粉末作為活性污泥的附著載體，從而高效的處理濃度較高的、分子體積較大的有機物，高效率的降解有毒有害的有機污染物。

2.2.3 生物流化床處理法（PAM）。生物流化床處理法（PAM），顧名思義是基于生物流化床技術，利用的是微生物。首先反應池內存在著大量的微生物，生長緩慢的硝化菌等自養微生物在池內大量繁殖，使得反應池內生物濃度很高，通過往反應池內投加特殊的載體填料，使微生物得以附著在填料載體上形成有一定厚度的微生物膜層，其次在反應池內投加活性污泥，活性污泥以其巨大的吸附污染物的能力和擴散作用，可以把污染物帶到生物膜內，這樣，就利用了微生物天然的降解作用，達到硝化去除氨氮的目的。

2.2.4 序批式活性污泥（SBR）。序批式活性污泥法（SBR）是一種按間接曝氣方式運行活性污泥污水處理的技術，由多個SBR反應器組成，采用的操作方式是時間分割非穩定性生化反應，靜止理想沉淀，包括五個過程：進水、反應、沉淀、出水和閑置。SBR反應器至少由兩個或兩個以上的池組成，多個SBR反應器并聯運行，在池內可以有序、間歇的操作運行均化、初沉、生物降解和二沉的功能，無污泥回流系統，增大生化反應推動力，池內厭氧、好氧交替，顯著提高凈化效果，提高污水處理能力，而且，池內滯留的處理水又可以稀釋、緩沖污水，減少水量和有機污物的沖擊。如果經由這一環節的處理后，出水中污染物仍然較多，企業便可以通過在生化池內再次加大活性炭的投入量的辦法進行處理，更加保證處理效率。

2.3 深度處理

煤化工企業在進行了生化處理治理污水的環節后，污水中的COD、氨氮濃度已經可以得到有效降低，但是污水中仍含有較高濃度的難降解有機物，使得色度等仍達不到排放標準，不能直接排放。為了達到這一目的，需要進一步的深度處理，深度處理的方法主要有：混凝沉淀、固定化生物技術以及反滲透等膜處理技術。

2.3.1 混凝沉淀。混凝沉淀法是在生產中加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等，調整好適當的酸堿度值，使污水中的懸浮物質在混凝劑的作用下聚集，受重力作用沉淀，使固液分離。該方法可以使污水中的固體物沉降，水和固體物產生分層，使水澄清，同時沉降下來的固體物大多是可回收利用的固體顆粒，從而可以有效降低污水的濁度、色度等，可以有效去除多種有毒有害污染物，同時還提高了污水的可回收利用率。

2.3.2 固定化生物技術。固定化生物技術是我們可以針對難降解的有機毒物而選擇固定的優勢菌種去降解有機毒物的一種技術，將特選的微生物固定在選證的載體上，使其高度密集并保持生物活性，再營造適宜的條件讓它們快速、大量增殖，這樣有利于提高生物反應器內微生物的濃度，有利于反應后的固液分離，可以有效降低有機毒物的含量。

2.3.3 超濾、反滲透等膜處理技術。超濾、反滲透等膜處理技術，是一種科學的工程預處理技術，這一技術可以有效去除廢水中大部分濁度和有機物。反滲透是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性，以膜兩側靜壓為推動力而實現的對液體混合物分離的膜過程，這一技術應用到污水處理中，可以有效降低COD，因此，脫除了COD，脫色、脫鹽也便一次性完成，出水品質得到保證。

3 煤化工污水治理工藝方法的選擇使用

煤化工污水的處理一般采用預處理、生物處理和深度處理的方法。企業在選擇治理方法時，要根據水質的差別和中水的用途使用不同的治理工藝。單純的使用生物氧化法，出水中會含有一定量的難降解有機物，COD值高，無法完全達到排放標準；結合使用缺氧/好氧法與曝氣生物濾池法來處理煤化工廢水，可以獲得理想的處理效果，同時運行管理和成本也相對較低；結合使用混凝沉淀與超濾反滲透雙膜處理技術可以實現深度處理，達到回用目的，企業應該綜合使用多種方法，發揮每一種方法的優勢，進行整合優化。

4 結束語

煤化工行業是一個高耗水的行業，企業在生產活動中要高效率的使用水資源，使污水排放最大化減少直至為零，更要努力降低耗水量，最大限度的回收利用廢水，實現廢水資源化。因為煤化工企業建廠比較分散，而每個建設項目都要配置各自的污水處理設施，這樣造成污水處理設施管理分散、運行成本高。所以，企業在建廠時可以考慮集中建設，這樣便可以顯著地減少污水處理投資，最大化的使用污水處理設施，有效的降低運行成本，而且節約下來的資金還可以更好的應用到對污水的治理工藝的升級，設施設備的維護，促進污水治理工作的更好的開展。

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作者簡介：邱文熙（1986-），男，黑龍江省孫吳縣人，工作單位：神華包頭煤化工有限責任公司，職務：污水回用水班長，研究方向：污水處理。