煤化工廢水“近零排放”技術難點解析

戴武軍

摘 要：煤化工產業用水量和廢水排放量很大，且廢水中所含污染物的濃度非常高，隨意排放極易對環境造成嚴重的污染，為良好的解決煤化工水資源供應和廢水排放的問題，實現煤化工產業的可持續發展，煤化工廢水處理近零排放技術被提出，有效的解決了煤化工水資源利用的問題。然而煤化工廢水近零排放技術還存在很多技術問題需要解決。

關鍵詞：煤化工廢水；“近零排放”；技術難點

1 煤化工廢水來源及分類

1.1 煤化工廢水來源

煤化工主要原料是以煤炭為主，再將原料進行加工，使其成為有應用價值的化工產品，在整個的生產過程中會產生成分較復雜的廢水。廢水中主要含有氮、氨、硫、酚、難降解的有機物等污染物。所以，必須要對煤化工所產生的廢水進行有效的處理，不然就會給環境造成極大的危害。

1.2 煤化工廢水分類

1.2.1 煤氣化廢水

煤氣化廢水的產生主要是由于煤炭和氧氣、水蒸氣等進行反應成水煤氣。所產生的污染物主要有氨氮、硫化物、氰化物等。此種廢水組成成分較復雜、污染物濃度相對較高、也不容易進行生物降解。

1.2.2 煤液化廢水

煤液化廢水廢水的產生主要是煤炭轉化為油品的過程中。其中含有硫、酚，COD值高，含鹽低，不容易被降解。

1.2.3 煤焦化廢水

煤焦化廢水主要是煤炭隔絕空氣受熱分解后成為煤氣、焦油等產品的過程中產生的廢水。該類廢水COD、氨氮含量高，有機污染物種類多，成分非常復雜。

2 煤化工廢水“近零排放”處理技術難點分析

2.1 預處理技術難點分析

碎煤加壓氣化廢水中COD含量高達20000～30000mg/L，揮發酚的含量是2900-3900mg/L，非揮發酚的含量是1600～3600mg/L，氨氮的含量是3000～9000mg/L，此種高濃度的廢水要通過預處理技術進行提取，回收以后可作為副產品外售，提升經濟價值。現在，一般都認可甲基異丁基酮作為萃取劑，比二異丙基醚好用，可以生產出含油酚濃度相對較低的廢水，營造生物技術適合的進水水質。但是，此種技術缺乏穩定性，并提升了對有毒物質的抑制和后續生物工藝的風險。經酚氨對廢水進行預處理后，總酚和氨氮的濃度會降低很多，但是油濃度依然在100～200mg/L，超出生物技術的進水要求。碎煤加壓氣化的廢水中含有較多酚類等有機物，在氧化作用中轉化為色度較高、可生化性較差的不容易降解的有機物，導致傳統的氣浮除油技術不能達到預想的效果。

2.2 生化處理技術難點分析

雖然物化預處理工藝可以去除80%以上的有機物，但是廢水中還會有大量的不易降解的有毒物質，生化處理系統進水中仍含有占總有機碳比例60%以上的酚類化合物，COD濃度仍達到3000～3500mg/L，總酚濃度仍達到500～700mg/L，同時含有大量的長鏈烷烴類、芳香烴類、雜環類化合物、氨氮等有毒有害物質，B/C<0.3，水質可生化性差，具有很強的微生物抑制性，仍是典型的高濃度難生物降解的工業廢水。通常生化處理首端選擇厭氧工藝，減少廢水中難降解有機物和改善廢水可生化性。然而生化處理技術普遍存在酚類物質脫除轉化慢、酚氨生物毒性強、運行不穩定等問題。

2.3 深度處理技術難點分析

常見的碎煤氣化廢水深度處理方式有“臭氧+BAF”、“Fenton+接觸氧化”、LAB等。BAF是當前深度處理的核心工藝，“臭氧+BAF”的工藝組合由于流程合理，以及已有運行業績中處理效果良好，越來越受到新建項目，特別是新建碎煤氣化項目的青睞。而其組合而成的“臭氧+BAF”工藝則占國內典型項目（含新建）的40%左右，占典型新建碎煤氣化項目的70%以上。多數項目最終出水COD、氨氮分別低于80mg/L、15mg/L；但仍有部分工藝設置不合理的項目出水COD、氨氮分別高于150mg/L、15mg/L甚至更高。

2.4 資源化技術難點分析

煤化工高鹽水中COD濃度高達1000～5000mg/L，鹽濃度在10000～50000mg/L，主要含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、SO42-、Cl-、NO3-、NO2-等離子，其中Na+的濃度達到10000～40000mg/L，Cl-濃度可達到10000～20000mg/L，SO42-濃度為10000～20000mg/L。煤化工高鹽水鹽離子成分復雜，同時還含有高濃度的有機物，這兩點是造成煤化工廢水“近零排放”最終產生雜鹽的主要原因。

3 結語

針對煤化工廢水產量大，污染物種類復雜多變、濃度高、毒性大等特點，利用多種方法聯合分段處理煤化工的廢水，發揮各段的優勢，將有助于提高廢水的處理效率，降低工程投資，而且這也將成為煤化工廢水處理技術的基本發展方向。結合主體裝置的工藝過程、設備組成、操作特性和產品分布，盡量選擇利用主體裝置的現有設備和產品來物化分離廢水中的污染物，可降低企業環保項目的投資成本和運行費用，提高企業的經濟效益，同時降低企業的經濟負擔和社會負擔。

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