現代煤化工廢水處理技術研究及應用分析

張明 牛亮亮 陳愛軍 黃亞奎

【摘 ?要】隨著科技和經濟的持續進步，煤化工企業在生產過程中容易產生大量的廢水，對自然環境和人們的身體健康造成了嚴重的威脅，如何實現煤化工企業廢水的“零排放”，是當下亟需解決的問題，只有引進先進的廢水處理技術，才能更好地實現煤化工企業的可持續發展。

【關鍵詞】煤化工企業;廢水處理技術;應用

引言

當前我國在新型煤化工技術方面已經取得了一定的研究，但高耗能、高排放等問題依然是目前新型煤化工產業普遍存在的問題。由于對環境的不友好性，煤化工產業的走向一直受到社會公眾的質疑。近些年正值國家能源結構調整關鍵期，因此不能隨意取締，而是應當積極尋求突破點，進一步提升當前新型煤化工產業的發展水平，科學合理的處理廢水。

1煤化工廢水的主要來源與特點

1.1煤化工廢水的主要來源

煤炭是利用煤化工中的主要原料，經過化學加工后變成液體、固體、氣體燃料和化學品，最后通過特殊的工藝制作出的具有一定價值的化工產品。煤制天然氣、煤制甲醇等煤化工項目是以煤為原料生產化工產品的化工生產過程，其生產過程中有部分酚、氨、油、硫化物等無法完全轉換為有用的化工產品或副產品，這些物質通過生產過程的洗滌水或工藝凝結水等途徑進入生產廢水當中，因此必須采用適宜的廢水處理技術對污染物質進行過濾、吸附等方式來降低對環境的污染，否則就會對周邊的環境和人們的身體健康造成威脅。

1.2煤化工廢水分類

根據煤化工廢水的水質條件，我們能夠看出主要有煤氣化廢水與煤液化廢水、煤焦化廢水。例如在水質特征的煤氣化工工藝中可以在造氣爐出口運用循環水冷卻噴淋系統，有助于降低煤氣溫度，可以將煤氣中攜帶沒有分解的焦油與氣化劑微溶或者是溶于水中，并且對水中的有機雜質冷凝，可以洗滌掉煤氣中的部分灰分，也能夠產生大量的制煤氣廢水。由于煤業化廢水是煤炭轉化為油品的過程，在此過程中會產生一定的廢水，主要包含硫、酚等等，含量越高越難降解，排放量越大也越難以有效處理。而煤焦化廢水是煤炭由于隔絕空氣加熱分解為焦油和煤氣，在此過程中產生的廢水，這部分廢水氨、氮含量較高，含有的有機物污染種類較多，成分也極為復雜，難以有效處理廢水。

2現代煤化工企業的廢水處理技術及應用

當前，傳統的煤化工廢水的處理工藝流程是“物化預處理—A/O 生化處理—深度處理—高鹽水處理”以達到接近于“近零排放”的技術路線。由于高鹽水處理過程中所產生的結晶鹽中含有烴類、雜環類物質、酯類和多環芳烴等有機污染機物。還需因地制宜結合煤質與廢水特征進行針對性的深度處理。

2.1預處理

伴隨科學技術的不斷進步，新型技術的應用率越來越高，早期應用最廣的隔油法已經逐漸被淘汰，從而轉變成了氣浮法。從某種角度來說，這在化工廢水的處理工作之中，兩者基本上算是完全一樣，都能夠去除煤化工之中的多余油類。但是，在應用氣浮法的時候，除了可以將油類全部去除之外，還能夠對排出的廢水進行回收，并做到二次利用。不僅如此，應用氣浮法后，對后期的生活處理工作也能夠起到一定的預曝氣的作用。

2.2生化處理

目前針對煤化工所產生的廢水主要使用生物法與化學、物理法相結合的方式進行綜合處理。常用的生化法又包括好氧處理法、厭氧處理法以及兩種方式結合處理法。好氧處理法主要指代基于一類好氧的微生物將其放置于有氧的環境中并進行生物代謝操作，從而將存在于廢水中的有害物質進行有效降解處理使其變為一種無機物。現階段活性泥系統以及MBR系統是應用最為普遍的好氧處理法。而厭氧處理法則主要用于去除廢水中的吡啶、吲哚以及喹啉等一類可降解效果較差的物質。在有機廢水處理領域，厭氧處理法應用最早，尤其在對有機濃度含量較高的廢水、生活污水等方面處理效果普遍較高。當前，隨著科學技術發展，大量先進的厭氧設備得以研發并被應用于企業廢水處理，包括ABR、厭氧生物濾池以及厭氧流化床等。缺氧處理法也是目前應用較為普遍的廢水處理方式。實際煤化工廢水成分較多且雜，因此簡單的使用一種方式進行廢水處理勢必難以達到理想效果，唯有多種方式的有效結合才可以進一步提高廢水處理質量。對于高濃度有機廢水則首先使用厭氧處理法進行前期處理，而在低濃度廢水則使用好氧處理法跟進。針對BOD含量為300-700毫克每升的廢水環境，兩種廢水處理法均可以達到理想效果，但結合經濟角度分析好氧處理法更為適用。

2.3深度處理

臭氧屬于強氧化劑，臭氧的氧化過程中主要有兩個途徑。第1種則是通過分子臭氧氧化，另一種途徑則是通過臭氧分化產生羥基自由基，進行再次氧化。臭氧氧化技術有助于降低煤化工產業產生的廢水COD，也能夠降低廢水中的色度與濁度，在此過程中不會產生二次污染。根據相關研究表明，在內循環的反應器過程中，可以對煤化工廢水進行臭氧深度處理，能夠處理掉40%至50%的COD。其中對于雜環類與酚類有機物產生極為顯著的效果，隨著臭氧氧化技術的逐步發展，臭氧在單獨運行中有機物與臭氧反應之后，也會產生羧酸與醛，這兩類物質能夠避免與臭氧再次反應，有助于提高臭氧處理效能。非均相催化臭氧氧化是構建在臭氧氧化的前提下的高檔氧化技術，是在特定的催化劑作用下，對于產生的羥基自由基進行氧化分解，可以應用金屬氧化物與活性炭等催化劑進行催化。當前最多使用的金屬氧化物主要有二氧化鈦，三氧化二鋁。影響氧化劑氧化作用要素，主要有溫度與pH值，增加pH值，能夠有效改善氫氧根離子的發生，進而改善氧化能力，在氧化過程中催化劑可以起到催化作用，并且起到一定的吸附作用，改動pH值能夠轉移金屬氧化表面的電荷，并增強對有機物的吸附能力。例如在紫外光照射下，光催化氧化技術應用半導體材料吸附材料表面的氧化劑產生強烈的氧化功能，可以產生羥基自由基，并且對有機物進行分解。例如可以應用二氧化鈦進行光催化，能夠有效處理難降解的有機物。

2.4膜分離技術

當前人們處理工廠廢水、生活污水時，開始采用膜生物反應器（MBR）進行處理，通過該技術能提高盡可能回收污水中的有效物質，凈化廢水，且能有效節省能源，可以說是污水處理中的朝陽產業，具有廣闊的發展前景。雙膜技術（超濾膜與反滲膜）成為國內外工程化應用、研發的熱點，經超濾去除進水中的有機物與濁度，能夠明顯延長膜的壽命，進而減少運行成本。反滲膜去除進水中的有機物、COD作用明顯，還能取得良好的脫鹽效果，將降低COD含量、脫色與脫鹽同時完成，因此提升了處理效率與處理效果，出水可直接作為生產循環用水。

結語

現如今，煤化工產業所扮演的角色越來越重要。為了進一步推動煤化工產業的可持續發展同時也為了保護生態環境，國家就煤化工廢水排放制定了一系列監管標準。對于煤化工企業應當積極響應國家對排放標準的號召，通過引進先進技術結合自身實際情況制定出一套科學合理的新型煤化工廢水處理機制。不斷提升當代煤化工企業的服務質量，為我國現代化建設，地區社會和諧穩定貢獻自己的一份力量。

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（作者單位：伊犁新天煤化工有限責任公司）