論煤化工污水處理工藝選擇

高曉亮

（山西省保障性安居工程投資有限公司， 山西 太原 030024）

煤化工生產過程中產生的大量污水主要以高濃度、難降解、有毒的煤氣洗滌廢水為主，由于富含大量OH、CH、油、氨氮等有毒有害物質，如果不經過科學處理排放會對周邊地區的水源及生態環境造成嚴重污染。生態環境的脆弱，致使煤化工產業與生態環境保護的矛盾日益突出。現階段，我國煤化工企業的污水處理工藝主要采用缺氧—好氧生物法處理（A/O工藝），在處理苯酚類物質方面取得了良好的效果，但是在處理吲哚類、吡啶類、聯苯類等有機物時難以有效分解，對處理結果進行抽樣很難達標。煤化工污水處理成為制約煤化工產業可持續發展的瓶頸，如何選擇科學有效的污水處理方法成為關鍵[1]。

1 煤化工廢水特點

煤化工生產過程中易產生大量的廢水，廢水中成分復雜含有大量OH、CH、油、氨氮等有毒有害物質和難以降解的吲哚類、聯苯類、吡啶類有機物，處理技術要求高，對生態環境造成了嚴重污染。煤化工廢水特性為高COD、高酚、高鹽類，B/C比值低，含大量難降解物質，采用傳統的缺氧—好氧生物法處理（A/O工藝）只能對苯酚類和油脂類物質進行簡單預處理，對于砒啶類、咔唑類和聯苯類有機化合物難以取得理想處理效果。

要想對處理后的廢水實現零排放，就需對處理技術和設備要求更為加嚴格。經生化技術處理過的廢水，檢測后水中的重鉻酸鹽指數（CODcr）、氨酚、氨氮等濃度有所下降，但是水中COD、色度仍難以達標。廢水處理成為制約行業發展的難題之一，如何尋求處理效果好、工藝穩定和成本低的技術成為關鍵。隨著科學技術的發展，煤化工廢水處理技術也層出不窮，但是各類處理工藝和技術也是各有利弊[2]。

2 煤化工廢水的處理工藝

現階段，煤化工企業在污水處理工藝主要采用物化預處理、生化處理（上流式厭氧污泥床UASB處理技術和載體流動床生物膜法CBR技術等）和物化深度處理。

2.1 物化預處理

物化預處理通常采用隔油和氣浮的處理方法。鑒于廢水中焦油含量高會對后期生化處理效果打折，使用氣浮方法對煤化工廢水進行預處理，關鍵是將回收后的焦油循環再利用，這樣還能起到防止處理廢水過程中爆氣的效果。

2.2 生化處理

生化預處理技術主要采用缺氧與好氧生物法處理（A/O工藝），鑒于煤化工廢水中含有大量的環類化合物且成分復雜，使用好氧生物法來處理廢水后，檢測水中的COD指標極不穩定。隨著技術的發展出現了載體流動床生物膜法（CBR）、PACT法、厭氧生物法和厭氧－好氧生物法等。

2.2.1 厭氧生物法

上流式厭氧污泥床（UASB）處理技術，是使煤化工廢水在特殊反應容器中逐級自下而上流動，將廢水中含有的有機物通過微生物直接轉化為CH4、CO2等并排到反應器上部，同時加裝三相分離器的反應容器，實現了氣、液、固的三相分離。

2.2.2 改進的好氧生物法

2.2.2.1 PACT法

PACT法是在活性污泥池中添加活性炭粉末，充分利用活性炭的吸附作用來實現對有機物和溶解氧的吸收，同時吸收的雜物還可成為微生物的食物，以此形成完整的循環鏈條，使有機物的氧化分解能力明顯提升。

2.2.2.2 載體流動床生物膜法（CBR）

載體流動床生物膜法（CBR）是基于特殊結構載體的生物流化床技術。該技術在同一個生物處理單元中將生物膜法和活性污泥法有機結合，提升反應池的處理效果，并增強系統抗沖擊能力，可有效降解廢水難以降解的污染物，降低出水中的COD濃度。該方法在處理濃度較高的煤化工廢水技術中被廣泛使用，還被應用于后續的深度處理回用單元。

2.2.2.3 厭氧－好氧聯合生物法

污水處理廠單純采用好氧或厭氧技術來處理工業廢水實現零排放很難達標，雖然經過厭氧酸化技術處理過的工業廢水中有機物的生物降解能力提升明顯，尤其是去除重鉻酸鹽（CODcr）方面效果顯著。污水處理廠采用該技術在降解有機物萘、喹啉和吡啶時效果顯著[3]。

2.3 煤化工污水深度處理

煤化工廢水在經過生化預處理后，水中重鉻酸鹽指數（CODcr）、酚類和氨氮的濃度明顯降低，但是對COD、色度等處理上仍然難以達到零排放標準。必須采用深度處理的方法來進一步處理，深度處理技術包括：高級氧化、吸附、混凝沉淀和固定化生物技術及反滲透膜等處理技術。

2.3.1 高級氧化技術

鑒于煤化工廢水中的有毒有害物質成分復雜、含量高，特別是難以降解的酚類、多環芳烴、含氮有機物等有機物含量高，會影響后續的廢水處理質量。高級氧化技術主要是通過在煤化工廢水中釋放HO自由基，來降解有機污染物。高級氧化技術根據產生自由基的方式和反應條件的不同，可將其分為光化學氧化、催化濕式氧化、臭氧氧化、電化學氧化等。催化氧化技術主要是在廢水處理的前期，提高煤化工廢水的生化能力，由于使用過程中能耗大、成本高，所以實際應用較少。

2.3.2 吸附法技術

吸附法是通過固體表面的吸附能力來吸附去除膠質，但是當吸附表面的固顆物大時效果不明顯，僅用來吸附較小的膠質顆粒物。由于該技術的吸附量大、成本高，僅適合小型污水處理廠使用。

2.3.3 混凝沉淀技術

混凝沉淀計劃是依靠重力沉降作用來實現煤化工廢水中懸浮物的固液分離。通過有機懸浮物的沉淀來降低后續固化生物處理過程中的有機負荷。污水處理廠通過在工業廢水中加入鋁鐵鹽、聚鐵和聚丙烯酰胺等混凝劑來提高沉淀效果。

2.3.4 固定化生物技術

固定化生物技術是采用固定菌種，對含有機毒物的廢水進行針對性地降解。經馴化后的菌種對喹啉類物質的降解能力較污泥高三倍，且降解率高，經處理后廢水中的喹啉和吡啶類物質含量大幅下降，所以該技術應用較廣。

3 結語

煤化工生產過程中產生的大量污水如果不經過科學處理任意排放會對自然環境造成嚴重的污染和破壞。由于我國環境保護形勢嚴峻，必須提高煤化工污水的處理效果和穩定性，實現煤化工污水的零排放，打破制約煤化工產業可持續發展的瓶頸，實現生態環境保護與煤化工產業的和諧發展。

[1]查傳正，李偉，李志奎，等.煤化工生產廢水處理工程實例[J].化工礦物與加工，2006（3）：32-33.

[2]崔保華，劉軍.應用AO法處理煤化工酚氰廢水[J].煤化工，2001（3）：52-54.

[3]張麗亞.SBR技術在水電站生活污水處理中的應用[J].水科學與工程技術，2013（6）：29-31.