新形勢下煤化工污水處理技術研究

榮立明

【摘 ?要】我國屬于多煤少油國家，在國民經濟快速發展的背景下，各行業領域對于能源的需求量持續提升，煤化工行業的發展面臨著非常可觀的形勢。由于煤化工的一大特點是耗水量大，所以維持煤化工的生產過程必然會產生大量的污水。而我國的煤炭資源和水資源卻呈逆向分布，在煤炭資源豐富的地區，水資源往往十分匱乏。因此，工藝合理，經濟可行，使經過處理的污水能夠循環利用的廢水處理方案會給高耗水的煤化工企業帶來巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。

【關鍵詞】煤化工;廢水;處理技術;解決方案

新型煤化工產業經過十年的快速發展，技術逐步走向成熟，但在一定程度上仍然存在高煤耗、高水耗、高碳排放、高廢水排放的“四高”問題，綜合我國煤炭資源的分布情況和新型煤化工的建設地點，“四高”中最為突出的問題就是高水耗和高廢水排放。目前，社會對煤化工產業的爭議較大，但因其作為國家能源結構中的重要組成部分，并不能隨意取締，而應結合煤化工的特點，尋求解決方案，以突破新型煤化工發展的瓶頸——水的制約。因此，從煤化工整個工藝系統出發，去尋求煤化工水資源綜合利用新途徑，對于新型煤化工未來穩定發展意義重大。

1 煤化工廢水的來源

煤化工廢水主要來源于煤焦化和煤氣化過程。

1.1焦化過程產生的廢水

焦化廢水主要來自煉焦、煤氣凈化及化工產品的精制等過程中產生的高濃度有機廢水。焦化廢水排放量大，成分復雜。主要來源于剩余氨水、粗苯分離水、終冷富余水、焦油水四部分。焦化廢水含有多種無機和有機化合物。其中無機化合物主要是大量的銨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有機化合物除酚類外，還有單環及多環的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環化合物等有毒有害物質，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機化工廢水。

1.2 煤氣化產生的廢水

在煤氣化過程中會產生污染物濃度極高的廢水，其中含雜環化合物、多環芳烴、酚、硫化物、氰化物和焦油等。因原煤種類、成分、氣化工藝及操作等不同，廢水水質也不盡相同。下表列出不同工藝廢水的情況。

2 新形勢下，煤化工污水污染物分類及危害性

2.1油脂

煤化工廢水中，冷凝水、洗滌水及化驗室排水等系統是油脂主要來源。一方面，因油脂具有一定的黏性，極易粘貼于管道內部，引起管道堵塞，使管子與管件遭到腐蝕。另一方面，因油脂是一種降解難度大的物質，在后續水處理裝置中，生化反應有很大的影響，以此有效降低了廢水中COD與BOD清除率。另外，因油脂密度沒有水大，因此一般會漂浮于廢水層上面，會帶來難聞的臭味，對過濾器與濾膜造成阻塞，在煤化工廢水處理中，直接影響到裝置的穩定與長期運行。

2.2 硫化物

煤化工污水中，硫化物來源于二次加工裝置中塔頂油水分離器、富氣水洗及液態烴水洗等裝置，因硫化物能夠抑制細菌生長，所以煤化工廢水存在硫化物時，就會毒害生化池微生物，細菌生長得到抑制，煤化工廢水除碳與除氮效率明顯降低。

2.3 有機物

煤化工污水中，有機物危害體現為：一方面氨氮元素，大量涌入水體后，使得水體出現富營養化，水體溶解氧被大量消耗，破壞了水體生態環境，對水體魚類生物生長帶來了很大的影響。;另一方面，有機物毒性，毒性大但分解難度大，進入水體后會直接影響到生態環境。一般，因這些酚類物質能夠致癌，其會通過水體或魚類等生物，直接或間接進入人體，對人體健康造成威脅。

2.4 溶解鹽

煤化工污水中，融解鹽主要來源于氣化廢水、循環站排污水及電脫鹽裝置排水等。通常，煤化污水中，含鹽總量達到500-5000mg/L。因融解鹽對污水處理裝置微生物脫氫酶活性與新陳代謝具有一定的抑制作用，降低了有機物處理效果，出水水質難以符合要求。另外，如果廢水硬度太大，就會使后期預處理設施投資提高，影響到反滲透膜，所以，應降低廢水硬度，為水處理裝置穩定運行奠定良好的基礎。

3 新形勢下，煤化工污水處理工藝分析

3.1 預處理技術

該處理技術，旨在解決生化處理無法處理卻有污染性的物質。德士谷污水預處理工藝，針對懸浮物、二氧化硅及硬度等選用化學軟化與沉淀相組合的工藝，殼牌工藝污水預處理技術是有效處理氰化物，預處理工藝以破氰工藝為主。魯奇工藝污水處理項目，其目標以油類與懸浮物為主，處理工藝為浮動收油+隔油+汽浮相結合的工藝。美化污水中，苯酚是一種有害物質，但如果提取物有很高的商業價值，相較之銷售商品，酚提取價格更高，污水處理設備運行獲得一定的經濟補償。現階段，通常汽提氨法是有效清理煤氣化污水氨物質，比如氨與氰化物，一般工藝過程是通過大量蒸汽與煤化污水接觸，確保其能夠有效沉淀污水中包含的游離氨，進入吸收塔，氨被磷酸溶液吸收后，再為汽提塔中注入富氨溶液，實現磷酸溶液的再回收利用，實現氨處理目標。

3.2 深度處理技術

（1）物理吸附。一般廢水處理后，效果不明顯且污染率比較高，污水難以達到相應的排放標準，通常采用活性炭降低廢水COD濃度。活性炭吸附是靠生化辦法降低難以降解的有機廢污水或可溶性有機物，以全氧化污水處理為主要對象，包含木質素、氯及硝基代替芳香族與雜環等化合物，比如洗滌劑與合成燃料等。活性炭吸附時，不但能吸收這些降解難度大的有機物，降低COD含量，促使廢水脫色，消除臭味。所以，在污水處理中，吸附法應用日益廣泛。（2）混凝沉淀法。這是一種重要的水處理手段，其以凈化水為目標，保持水純凈，去除包含的各種高分子材料，有機物、重毒金屬及放射性物質，磷等可溶性富營養化無機物，污泥脫水性能得到提升，其所需設備簡單，便于操作，有更好地處理效果。但其缺點是有很高的運營成本，且含有大量沉淀物。（3）超濾機反滲透公益，其除鹽效果更好，該方法通過反滲透膜、水溶劑、捕集劑與物質進行分離，影響過濾材料獲得相應的過濾效果。操作方便且成本低，應用范圍廣，綠色無污染優勢，可分批次使用，對經濟發展有很大推動作用。

4 煤化工廢水的生化處理方法

4.1 預處理

對煤氣化生產廢水中的氰化物可采用堿性氯化法處理，分兩級反應：一級反應是先將氰 氧化局部氧化為氰酸鹽。

4.2 生化處理

（1）PACT 法

PACT 法是一種向活性污泥系統中投加粉末活性炭，形成復合式生物反應器的新型水處理 工藝。其工藝特點是PAC 顆粒包裹在活性污泥絮體中，通過活性炭吸附和生物降解的有機結合，強化活性污泥絮體的凈化功能，提高系統的處理能力，利用活性炭粉末對有機物和溶解氧的吸 附作用，為微生物的生長提供食物，從而加速對有機物的氧化分解能力。既提高了污泥的吸 附能力，也提高了COD 的降解去除率。此外，PACT 法能處理生物難以降解的有毒有害的有機 污染物質。

（2）BAF 工藝

曝氣生物濾池是一種新型的高負荷浸沒式固定生物膜反應池，它結合了活性污泥法和生 物膜法各自的優點，并將生化反應和物理過濾（即生物降解去除BOD 和固液分離去除SS）兩種 處理過程合并在同一個反應池中完成。因此，該工藝容積負荷可以很高，出水水質好，無需 另設二沉池，無污泥膨脹問題。

5 結論

由于我國是貧油、少氣、多煤的能源結構，決定了現階段煤仍然是主要的能源[5]。煤化工業可從煤中提取多種產品，這大大提高了煤的綜合利用價值，而相關污水工藝技術的使用是提高水資源綜合利用率、緩解水資源短缺矛盾、減輕水體污染、實現有限水資源的可持續利用的有效途徑之一。因此，煤化工企業應結合自身特點，合理選擇水處理工藝，最大限度地減少污水外排，使該產業與生態環境實現共贏。

參考文獻：

[1] 關于提高煤化工污水生化系統處理效率的探討[J].神華科技.2012[4].

[2] 煤化工污水處理的工藝選擇[J].工業技術.2011[6].

[3] 氯堿氧化/混凝氣浮/HBF-N聯合工藝處理煤化工綜合廢水[J].廣東化工.2010[6].

[4] 淺析煤化工企業污水排放治理[J].商品與質量科學論壇.2010[2].

[5] 煤化工企業污水的深度處理[J].科技論壇.2011[21].

（作者單位：唐山中潤煤化工有限公司）