煤化工廢水處理技術探討

（新疆兵團現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司），石河子市，832000） 朱 靖 淡玄玄 原曉麗

煤炭多是我國能源組成特點，因此以煤為原料的化工產(chǎn)業(yè)占有整個化工產(chǎn)業(yè)的主流。發(fā)展煤化工，既能充分體現(xiàn)出煤炭的優(yōu)勢，同時能緩解發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)能源缺乏問題，更能消耗產(chǎn)能過剩的煤炭，將其高效利用，這也是石油化工發(fā)展的有益補充。

近年，新型煤化工因來源豐富，得到了快速發(fā)展，但在煤化工產(chǎn)業(yè)快速和著重發(fā)展的同時，帶來了制約其發(fā)展的難題，如煤化工廢水。煤化工廢水的排放造成了環(huán)境的污染，給人們的生活環(huán)境帶來了不同程度的威脅，引起了人們的高度重視。文章以煤化工廢水污染為展開點，以廢水處理技術為探討點，闡述處理技術以及應用現(xiàn)狀，為煤化工廢水處理技術研究提供參考依據(jù)，也對煤化工廢水處理有一定的意義。

1 煤化工廢水污染現(xiàn)狀

煤化工生產(chǎn)以煤為原料，需要大量水作為生產(chǎn)中的公用介質(zhì)，在需要大量水的同時會產(chǎn)生大量的廢水，而廢水的處理成為煤化工生產(chǎn)中難克服的問題之一。煤化工生產(chǎn)耗水量非常大，2019年產(chǎn)生約1.17億t，而截止目前廢水可能增加至4.75億。煤化工生產(chǎn)工藝主要為煤液化、焦化和氣化，而產(chǎn)生的廢水主要有3 種，分別為液化、焦化和氣化廢水[1-4]，具體見表1。由表1 可知，煤化工廢水污染現(xiàn)狀主要為來源多、水量大、污染物成分復雜、危害多和降解難等。

煤化工廢水如不經(jīng)過處理直接排放，不僅給人類的生活帶來危害，也會給煤化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)生產(chǎn)帶來限制。大量新鮮水的使用，大量廢水的不再處理循環(huán)使用，會使水資源越來越少，水資源的缺少，會造成煤化工生產(chǎn)需要的水量得不到保障，從而限制其持續(xù)生產(chǎn)和產(chǎn)能的擴大，給企業(yè)的利益帶來一定的損失。因此，對煤化工廢水的處理，成為了煤化工行業(yè)的發(fā)展必須克服的難題。

2 煤化工廢水處理技術

按煤化工廢水的處理技術工藝原理分為生物法、化學法和物理法；按處理廢水順序分為預處理、生化處理和深度處理[5]；按廢水處理技術主要分為單一技術和多種組合技術。

2.1 預處理階段

煤化工廢水預處理階段主要采用物理法和化學法，其中物理法主要有隔油法、氣浮法、蒸汽法、過濾法、膜分離、磁分離、萃取法、物理吸附法等，化學法主要有微電解法、高級氧化法、Fenton 氧化法、沉淀法等[6]。

預處理階段主要去除油污、酚類、氨類、懸浮顆粒物和有毒有機物等，目的在于減少廢水中的可見雜質(zhì)和有毒有害物質(zhì)，利用在后期廢水處理地進行。隔離法和氣浮法只要用于去除廢水中的油雜質(zhì)，隔油法又包含旋流分離型、重力分離型和聚結過濾型，氣浮法包含溶氣氣浮法和電解氣浮法。蒸汽法用于脫除廢水中的氨類，采用蒸汽換熱使氨氮化合物蒸餾，再分離后再利用。萃取法和吸附法主要用于廢水中酚類的脫除和吸附，采用試劑分解廢水中的酚類，然后使用萃取技術將酚和廢水進行脫離，達到除酚的目的。沉淀法和過濾法主要去除廢水中懸浮顆粒，在固液分離的過程中，去除顆粒物。采用化學法用于處理廢水中的有毒有害有機物，對其進行氧化處理，分離成小分子物質(zhì)，再做進一步處理。

煤化工廢水在進行預處理后，改善了廢水的水質(zhì)，將含酚類、氨氮化合物的含量降低97%以上，對有利于廢水的下一步生化處理。在單一處理技術熟練應用的情況下，目前廢水預處理階段主要是對油、氨、酚類等物質(zhì)的聯(lián)合處理，將各項技術進行合理配置，達到高效預處理的目的。

表1 煤化工廢水主要來源、特點、危害

表2 煤化工廢水處理技術分類

2.2 生化處理階段

該階段主要采用微生物對廢水污染物進行分解處理，充分發(fā)揮微生物的新陳代謝能力。該階段主要包含好氧微生物處理、厭氧微生物處理、厭氧/好氧微生物處理、活性污泥法和生物膜法以及等[7]。生化處理階段主要去除廢水中難降解和無法降解的有機物。單一的微生物或活性污泥不能對廢水中的有機物做很好地處理，通常會采用訓化微生物并將其加入至污泥中，培養(yǎng)具有定性分解有機物的微生物活性污泥，該方法的使用，能更好的處理廢水中的無法降解和難降解的有機物。

煤化工廢水經(jīng)預處理和生化處理階段后，仍含有難降解的有機物、大量的COD 和高含鹽等，還需進一步處理至排放標準。

2.3 深度處理階段

深度處理的方法有很多種，依據(jù)廢水的特征，進行針對性處理，已達到排放標準。常用的方法主要有吸附法、膜分離法、混凝沉淀法、高級氧化法、固定生物技術法、催化氧化和臨界水氧化法等[8,9]。

深度處理過程中主要處理剩余難降解有機物，降低廢水中COD 和含鹽量等，在進行廢水處理時，通常采用物理、化學和生物法相結合方式，采用簡單、成本最低和效率最好的聯(lián)合技術，高效處理廢水達到排放標準。

3 煤化工廢水處理技術應用

徐永波等[10]采用高級氧化組合方式處理高含量COD廢水，其中處理技術包含高鐵酸鉀氧化、鐵碳-芬頓、臭氧氧化的多種高級氧化技術。處理結果表明，COD 由含量 36 400mg/L 可以降解至3 280mg/L，去除率可達90.1%。

劉艷君等[11]采用超濾膜和反滲透膜處理技術對某化工集團產(chǎn)生的化工廢水進行處理研究，并回收利用。處理結果表明，廢水的電導率去除率可達98%以上，且處理系統(tǒng)對污染物去除效較好，排水可回收利用。

杜松等[12]采用臭氧氧化技術處理高壓反滲透濃鹽水廢水，研究了4 種不同活性成分的催化劑對臭氧氧化處理效果的影響。處理結果表明：Mn-MgO催化劑對COD的去除率高達70%左右，廢水色度也明顯降低。

齊亞兵等[13]采用苯酚模擬煤化工的酚類污染物，配制一定濃度的含酚廢水，進行Fenton 氧化實驗，實驗結果說明，F(xiàn)enton處理技術對含酚廢水有一定的處理效果，可以作為含酚廢水處理技術的依據(jù)。

4 煤化工廢水處理技術存在問題

今年，隨著環(huán)保問題的嚴查，人們的環(huán)保意識越來越強，企業(yè)對環(huán)保力度的投入也越來越多，然而仍沒有從根本上解決廢水的處理問題。總結煤化工廢水處理技術在研究與實際應用中存在的問題主要由以下幾點：

（1）煤化工廢水來源多，水質(zhì)復雜，其中含無法降解和難降解的有機物較多，導致無法從源頭查清污染物的種類，這給后續(xù)的處理過程帶來很多未知難題。

（2）處理技術的研究無法實踐。實驗室研究廢水的處理，采用模擬廢水，廢水成分單一，而實際排放的廢水成分復雜，導致在應用中無法達到預期結果。

（3）處理技術單一。在處理成分復雜的廢水時，單一的技術無法徹底處理廢水中的污染物，而組合的工藝處理效果較好，但是高效的組合工藝，針對不同的廢水，不是一成不變的，還需在處理過程中進行最適組合研究，該過程持續(xù)時間較長。

（4）經(jīng)濟成本。廢水處理是一項大工程，處理過程涉及多項流程，其設備、試劑、檢測儀器等較多，如果長時間達不到處理效果，會給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟壓力。

5 結論和展望

煤化工廢水的達標排放，是每個煤化工企業(yè)的終極目標。針對煤化工廢水處理技術存在的問題，應引起企業(yè)和研究者的關注。煤化工廢水的處理應持續(xù)研究，并尋找出高效、成本低、易操作處理技術，并將一直作為企業(yè)關注的重點，增強環(huán)保意識，提高環(huán)保技能。