煤化工污水處理技術研究

王永強

【摘 ?要】產品回收過程中產生的高濃度有機廢水，屬于焦化廢水的一種。水質成分復雜，污染物濃度高。廢水中含有大量的煤化工是減少燃煤污染的有效途徑，但氣化過程中產生的廢水會對環境造成污染。煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化酚類、聯苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機工業廢水。

【關鍵詞】煤化工;廢水處理;活性污泥法

對煤化工廢水的處理，單純靠物理、物理化學、化學的方法進行處理，難以達到排放標準，往往需要通過由幾種方法組成的處理系統，才能達到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理，一直是國內外廢水處理領域的一大難題。

1煤化工污水特點及其危害

1.1煤化工污水特點

煤在加工過程中產生的污水要比石油、天然氣高得多。傳統的煤化工更是高耗能、高污染、高排放的行業。近年來新型煤化工是煤深化加工的一個重要方向，但新型煤化工將煤深加工為各種煤基化工產品時，也產生大量的廢水。有關資料顯示，生產1噸合成氨需耗新鮮水約12.5m3，生產1噸甲醇需耗新鮮水約15m3，生產1噸二甲醚需耗新鮮水約15m3，直接液化1噸油需耗新鮮水約7m3，間接液化1噸油需耗新鮮水約12m3。

煤化工企業排放的污水以高濃度煤氣洗滌污水為主，廢水中所含組分非常復雜達300多種，主要有焦油、多環芳香族化合物、苯酚、氨氮化合物、硫化物等，污水中COD一般在5000mg/L，氨氮在200-500mg/L。這些組分中，易降解的主要有苯類和酚類化合物，如砒咯、萘、呋喃、瞇唑等。難降解的有砒啶、咔唑、聯苯、三聯苯等。

1.2煤化工污水的危害

（1）污水COD濃度較高，排向水體后，會消耗水體中的氧，水體中溶解氧降低后水生生物在水體中不能生存。

（2）污水中氨氮濃度較高，會造成藻類異常繁殖，引起水體富營養化，當大量藻類繁殖，水中光線透射度降低，光合作用產生的氧量降低，而消耗的氧在增加，會造成大量藻類死亡，藻類死亡會消耗水中的氧，從而引起魚類大批死亡，水體發黑、發臭。

（3）污水中主要含有油、酚、氰、苯及衍生物等污染物，在這些污染物分解過程中，會消耗水中的氧，這些污染物還對水體生物有直接的毒害作用，同時在水體生物中蓄積，人類食用這些被污染的水體生物后，會引起蓄積和中毒，對人類健康產生較大的危害。

2煤化工污水處理方法

2.1煤化工污水處理的物化除氨氮工藝

（1）折點氯化法

折點氯化法是利用氯的強氧化性，將氨氮氧化成硝酸鹽，其特點是：折點氯化法是直接法，氨氮轉化速度快，系統建設費用低;折點氯化法只是轉變氮的形態，總氮未變，因此未從根本上消除氮污染;折點氯化法達到折點狀態的控制要求很高，難以掌握：折點氯化法處理后余氯含量較高;需要進行除氯處理：氨氮濃度高時采用一步折點氯化法無法保證達到排放標準。

（2）吹脫法

吹脫法是利用空氣擴散機理，在一定條件下使廢水中的氨氮擴散進入大氣或吸收回用，從而消除氮污染，其特點是：統建設費用低;造成氨氮的二次污染問題;適用范圍較窄，寒冷地區吹脫塔易結冰;運行費用較高，要達到較好的效果需要合適的溫度和pH值;處理程度低，出水氨氮通常仍高達200mg/L以上，不能實現達標排放。

（3）晶析法

晶析法是通過化學藥品與氨氮反應結晶，從而從廢水中分離出氨氮，其特點是：屬于直接法，反應速度快，系統簡單，建設費用低：適用于超高濃度氨氮（氨氦≥1000mg/L）廢水的處理：處理程度低。出水氨氮不能實現達標排放。

2.2煤化工污水處理的生化脫氮工藝

（1）A/O法

現在所指的A/O工藝其特征是缺氧與好氧為不同空間的串聯反應器（空間分隔），通常缺氧池設置在好氧池前。為達到反硝化的目的和效率，回流液提供的硝態氮越多越好。提高參與反硝化的回流硝態氮量有兩種方法可選：一是增加回流量，二是提高回流液中硝態氮肋濃度。提高回流量時，由于回流渡（曝氣后的廢水）氧含量高，有可能造成A級池的富氧化，而反硝化要求無氧或低氧，所以提高回流量容易破壞反硝化環境，降低反硝化率，同時也增加了回流動力消耗。提高硝態氮濃度時，由于0級池出水和回流液水質相同.提高硝態氬濃度意味著出水總氨的升高，將直接導致出水超標。因此對于傳統A/O工藝需要統籌回流量與硝態氮的不良影響。由于存在硝態氮反硝化時重新轉化為氪氮的客觀事實.因此傳統A/O工藝脫氮是有限度的，A/O工藝的脫氨效率通常不超過85%.處理氨氫≥lOOmg/L的廢水時超標情況比較嚴重。

（2）生物濾池

生物濾池屬生物膜法，其脫氮機理也為A/O。生物濾池在空間上也可以組成A/O系統，使之達到傳統A/O工藝同樣的脫氮效果，但實際上生物濾池的脫氮效果較傳統A/O工藝好.原因是氧在生物膜處形成了濃度梯度。生物膜外例與氧首先接觸，艘外側處于好氧狀態，進行硝化反應。而內側由于氧傳遞的速度受到生物膜的制約，處于缺氧甚至厭氧狀態，發生反硝化反應。所以以形式A/0串聯的生物淀池脫氮效果較好。廢水中的硝態氮也會園生物膜的制約而影響傳遞效率，在硝態氮的擴散過程中，只有一部分可以進入生物膜內側而被反硝化.故生物濾池的脫氮效率通常不超過90%。

（3）SBR法

SBR工藝是一種間歇式的活性污泥法，其特點是所有生化反應均在同一池內完成，不需要好氧廢水的回流，因此理論上脫氮效率更高，也更節能。但常規SBRI藝處理含氮廢水時，硝化和去除COD的過程同時進行，反硝化時因廢水中COD物質已基本消耗怠盡。碳源不足，故反硝化效果不佳，出水的硝態氮含量仍較高。要提高反硝化效果就需要外加碳源，運行成本較高。因此，不能有效利用原水中的COD物質是SBR脫氮工藝最主要的缺點。

3氨氮廢水的IMC處理技術

3.1工作原理

IMC法是一種改進型的SBR工藝，其基本原理是：在反應的不同時間段，使反應器內環境處于好氧和缺氧的連續變化之間，從而在環境條件上形成多個A/O的串聯：另外由于反應器內好氧和缺氧環境不斷變化，反應器不同空間上的溶氧并不均勻，且在不同時間點上的溶氧變化也可以導致SND現象的發生。IMC法采用連續進水的方式，在反應的主要過程中均有原水的COD物質存在，從而可以充分利用原水中的COD進行脫氮反應，達到節約運行成本的效果。

3.2工藝特點

由于IMC池集反應、沉淀于一身，節約了沉淀池。所以占地面積省;硝化和反硝化在同一池內進行，不需要好氧混合液的回流，節約了污泥和污水回流系統。運行費用低、設備簡單、維護方便。由于每次潷水只排出池中少量達標廢水，其它剩余泥水對進水有很強的緩沖功能，因此IMC法的抗沖擊負荷能力很強，對原污水水質、水量變化的適應能力較高。IMC反應器中BOD濃度梯度的存在有利于抑制絲狀菌的生長，能克服傳統A/0法常見的污泥膨脹問題。按照水力學的觀點，活性污泥的沉降，以在完全靜止狀態下沉降為佳，IMC池幾乎是在靜止狀態下沉降，因此沉降的時間更短，效率更高。IMC反應器進水采用連續流，能夠充分利用原水中的COD進行脫氮反應，克服了SBR及其其它變形工藝不能充分利用原水COD的缺點，從而更節能。

4結束語

近年來，隨著經濟社會的發展和人們環保意思的提高，煤化工廢水的處理顯得格外重要。煤化工廢水的處理，單純靠物理、物理化學、化學的方法進行處理，難以達到排放標準，往往需要通過由幾種方法組成的處理系統，才能達到處理要求的程度。因此，加強對煤化工污水深度處理的技術和再生回收利用技術的研究與綜合應用，是行業發展的一個重要方向。

參考文獻：

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（作者單位：唐山中潤煤化工有限公司）