新型煤化工廢水處理技術(shù)問題與解決思路

張志鵬 印顯東 李亮

摘要：我國能源總體上體現(xiàn)出煤炭資源豐富、石油資源和天然氣資源相對貧瘠，這使得我國煤化工行業(yè)得到迅速的發(fā)展。本文介紹了新型煤化工廢水的產(chǎn)生和其成分構(gòu)成特點，論述其處理方式和技術(shù)，分析當(dāng)前處理方法中存在的缺點和不足，并對解決問題的思路進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：新型煤化工；廢水處理；廢水排放；深度處理；生物生化處理

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0053-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.028

New coal chemical wastewater treatment technology problems and solutions

Zhang Zhipeng，Yin Xiandong，Li Liang

（Chongqing Teck Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Chongqing 401121，China）

Abstract： Chinas energy resources generally reflect the abundance of coal resources， and the relative shortage of petroleum resources and natural gas resources. This has led to the rapid development of the coal chemical industry in China. This article describes the generation of new coal chemical wastewater and its compositional characteristics， and describes its characteristics. Processing methods and technologies， analyzing the shortcomings and deficiencies in the current processing methods， and looking into the solutions to the problems.

Keywords：New coal chemical industry； Wastewater treatment； Wastewater discharge； Advanced treatment； Biochemical treatment

我國自然資源條件決定了我國煤炭、煤化工工業(yè)發(fā)達(dá)的國情，進(jìn)入21世紀(jì)的第二個十年，新型的煤化工產(chǎn)業(yè)得到重視，無論在傳統(tǒng)的煤化工工業(yè)中還是在新型的煤化工工業(yè)中，其生產(chǎn)過程中的洗滌、冷凝、分流等階段都會產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水的成分復(fù)雜，含有大量的酚類及油脂類的化合物，包含了許多抑制成分，加大了廢物降解和廢水處理的難度[1]。一般來說，煤化工產(chǎn)生的廢水的化學(xué)耗氧量（COD）在2000mg/L以上，酚類物質(zhì)濃度超過400mg/L，同時還存在多種氧化物、氰化物、芳香族化合物、環(huán)類及雜環(huán)化合物等多種對環(huán)境和人體有毒有害的物質(zhì)，在處理上仍存在著一些難點和瓶頸。

1 煤化工廢水的分類

煤化工，本質(zhì)上是以煤為原材料，通過一系列的化學(xué)加工的手段，使煤轉(zhuǎn)化成我們需要的各種形態(tài)的能源燃料和化工原材料產(chǎn)品，煤化工目前總共有一次、二次和深度加工三個階段。從時間上看，分為傳統(tǒng)和新型兩種，傳統(tǒng)煤化工一般包括煤氣、焦煤、合成氨等方面；新型的煤化工則是制備燃料、油化液化、多份子的烯烴類化合物等方面。煤化工廢水從產(chǎn)物的性質(zhì)上來分，則主要有焦化廢水、氣化廢水和液化廢水三個方面。

2 新型煤化工廢水處理現(xiàn)狀及問題

傳統(tǒng)和新型的煤化工的廢水主要分為兩類，一是無機(jī)物含量高的高鹽類無機(jī)廢水，另一種是有機(jī)物含量高的廢水。

針對無機(jī)廢水來說，通常采用的是低鹽廢水混入+濃鹽水處理+高度濃鹽水固化的處理方法，經(jīng)過預(yù)處理的廢水再通過采用過濾、超濾、蒸發(fā)塘蒸發(fā)等機(jī)械手段使得鹽分結(jié)晶。

針對有機(jī)廢水來說，一般是采取物理化學(xué)處理+微生物方法處理+后續(xù)處理三個層次進(jìn)行凈化，先將廢水進(jìn)行預(yù)處理，將水質(zhì)中有害于后續(xù)微生物處理的毒害物質(zhì)去除掉，一般包括酚類、氨類、硫類、氰類等物質(zhì)[2]。這些物質(zhì)濃度過高會導(dǎo)致微生物的死亡，當(dāng)廢水中這些毒害物質(zhì)達(dá)到微生物降解處理的標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)入生物處理階段，選取合適的菌種，經(jīng)處理還有不能被降解的有機(jī)物的，再采取特定的方法將水體中少數(shù)物質(zhì)除去。

雖然目前煤炭化工行業(yè)污水處理方法十分先進(jìn)，但煤化工的廢水成分十分復(fù)雜，很難明晰廢水的成分。在分析水質(zhì)時，通常會用COD、酚等化合物的含量作為指標(biāo)，對于離子成分等缺乏相應(yīng)的定量標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)處理效果不佳，導(dǎo)致進(jìn)入微生物處理的水質(zhì)波動范圍太大，使得微生物的生長環(huán)境不好，深度的后續(xù)處理方法較少，成本很高等 [3]。

3 實現(xiàn)新型煤化工廢水處理目標(biāo)的一些思路

3.1 加大對煤化工企業(yè)水源的保障力度

目前，我國計劃到2020年實現(xiàn)規(guī)劃的3000萬t煤制油，500億m3的由煤制氣工程。發(fā)展煤炭化工行業(yè)，煤和水是其中最為重要的兩個自然因素，而我國煤炭和水資源的分布卻是相向而行的，煤炭資源大部分都分布在水資源稀少的北方山西、內(nèi)蒙古等地區(qū)，一個大型的煤化工項目往往要消耗數(shù)千萬至上億立方米的水。針對我國煤炭產(chǎn)區(qū)大多分布于北方干旱少雨地區(qū)，水資源缺乏的特點，在廠區(qū)建設(shè)時就應(yīng)該對水源有著充分估計，煤化工中每生產(chǎn)1t的產(chǎn)品，要用到10t以上的水，在采用地表水地下水的同時，注意對天然降水、礦區(qū)排水和礦井廢水的利用，全力調(diào)配水資源。同時要注意企業(yè)內(nèi)部水資源的循環(huán)利用，廠區(qū)要建有備用水庫，預(yù)留更多優(yōu)質(zhì)水源，保障生產(chǎn)用水的穩(wěn)定供應(yīng)。

3.2 進(jìn)一步了解煤化工企業(yè)有機(jī)廢水和含鹽廢水的性質(zhì)

要深入了解廢水的性質(zhì)，不能僅僅依靠COD、氨氮、酚、油、氰化物等化合物等指標(biāo)來對煤化工產(chǎn)生的廢水進(jìn)行定性，而對于那些易揮發(fā)、有毒、有色及難以降解的物質(zhì)等缺乏有效的認(rèn)識。每個煤炭產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的煤在具體的理化性質(zhì)上也有不同，針對不同煤炭資源所產(chǎn)生的廢水，要深刻了解其有機(jī)物的成分，離子成分和它們的反滲透性的特點，改進(jìn)預(yù)處理和物理化學(xué)處理工藝，保障關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高處理品質(zhì)[4]。

3.3 尋找研發(fā)新型有效的污水處理微生物

要進(jìn)一步加強(qiáng)微生物處理中菌種的研發(fā)工作，尋找更高效、適應(yīng)能力更強(qiáng)的菌種，同時改善反應(yīng)器皿，提高生物處理的效果。可以通過自然篩選以及基因工程技術(shù)的手段，培養(yǎng)出更加廣泛和單一針對的微生物，提高處理效率。

3.4 改進(jìn)預(yù)處理技術(shù)水平

去油、脫酚等技術(shù)的改進(jìn)可以有效地提高預(yù)處理的作用，可以把隔油技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w上浮去油工藝，效果更好。可以有效地去除可以降低廢水的毒性，提高生物處理的效率，也減少了末端處理的難度，降低廢水的處理成本。綜合考慮目前的技術(shù)水平，將水酸化是一個很好方法，利用水解酸化的方法，可以使廢水中的BOD5 /CODCr的比例上升，有效地降低水體的毒性，采取多次酸化的方法可以更好地提高廢水水體的生物穩(wěn)定性。

3.5 保障末端深入處理

對于一些鹽廢水來說，含有Ca2+、Na+等對反滲透膜破壞力大且去除困難的離子成分，應(yīng)開發(fā)出高效地去除Ca2+、Na+、Mg2+等離子技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有的反滲透工藝。對于一些難以去除的有機(jī)物，可用通過研究針對性的氧化還原技術(shù)對其進(jìn)行降解，在有機(jī)污水的處理過程中要注意污水中可揮發(fā)的污染物對大氣的污染問題。針對濃鹽水結(jié)晶時需要的蒸發(fā)塘占地廣、費用高、耗能大的特點，采用設(shè)備與蒸發(fā)塘聯(lián)合應(yīng)用的方法，實現(xiàn)高濃鹽水的高效處理。

同時在后續(xù)的末端深入處理中，對于檢測合格、水質(zhì)良好的處理水，可以減少深度處理的流程，直接回收利用起來。

4 結(jié)語

新型煤化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在中國大地廣泛地開展起來了，煤化工產(chǎn)生的廢水處理技術(shù)也得到了大力的研究與推廣，很多技術(shù)已經(jīng)在實際工作中得到了應(yīng)用與實踐。由于煤化工產(chǎn)區(qū)自然條件的限制，水資源十分珍貴，煤化工企業(yè)必須做到廢水回收利用。本文對一些廢水處理的技術(shù)進(jìn)行了梳理，目前煤化工廢水處理還有很大的改進(jìn)余地，廢水中可利用的化工物質(zhì)的回收利用等技術(shù)還不是很成熟，如果煤化工產(chǎn)生的廢水可以得到高效的利用，對加快建設(shè)煤化工產(chǎn)業(yè)有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]曲風(fēng)臣，吳曉峰，王敬賢.煤化工廢水“近零排放”技術(shù)與應(yīng)用[J].環(huán)境影響評價，2014（06）：75.

[2]郭森，周學(xué)雙，杜嘯巖.煤氣化工藝清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)分析[J].煤化工，2008（06）：106.

[3]姚碩，劉杰，孔祥西，孫惠，劉志剛.煤化工廢水處理工藝技術(shù)的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2016（03）：210.

[4]姜忠義，李玉平，陳志強(qiáng)，郝紅勛，劉建忠，韓洪軍.煤化工廢水近零排放與資源化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范[J].化工進(jìn)展，2016（12）：98.

收稿日期：2018-04-27

作者簡介：張志鵬，男，本科，環(huán)保工程師。