关键词：煤化工;生产;废水处理;新技术
1 前言
中国煤炭资源丰富，但天然气和石油资源不足。因此，煤化工一直在我国工业中占有非常重要的地位。因为煤化工企业会消耗大量的水资源，也会排放大量的污水和废水，而且污水的水质比较复杂，对生态环境有一定的影响。因此，为了更好地发展煤化工企业，必须采取有效措施，妥善解决污水处理问题。
2 化工废水的来源
煤在转化成气体、液体、固体燃料的过程中会产生各种各样的化学物质，基于生产工艺和产出产品的差异，煤化工过程主要分为煤焦化、煤电石、煤液化和煤气化等内容。而煤化工废水就主要来源于这四项生产过程。通常情况下，我们习惯将废水来源归为以下几类：（1）炼焦用煤水分和煤料受热条件下析出的水蒸气，然后通过冷凝过程形成冷凝水。（2）煤净化过程中产生的洗涤废水。（3）焦油、苯酚等副产品回收过程产生的废水。（4）煤汽化条件下由于饱和水的冷却产生的多余废水。这些不同来源的生产废水，最后整体构成了煤化工废水。
3 煤化工废水处理技术
3.1预处理技术
对煤制天然气废水中酚和氨的处理不仅能够减少资源的浪费，而且能够在一定程度上降低之后的处理难度。一般来说，对煤制天然气废水的预处理主要包括脱酚以及脱酸。
3.1.1脱酚
煤制天然气废水中含有一定量的酚类物质，目前使用较多的是溶剂萃取脱酚技术，如果单一的溶剂萃取脱酚技术不能满足要求的话，可以和水蒸气脱酚法相结合。目前国内溶剂萃取脱酚技术采用的原料主要是二异丙基醚或乙酸丁酯等物质，例如如果采用鲁奇加压气化工艺进行煤制天然气的生产，那么相应的，其溶剂萃取脱酚技术使用的脱酚溶剂应该是异丙基醚。实际情况证明，采用异丙基醚对煤制天然气废水进行脱酚，脱酚后废水中酚的含量能够低于 0.6g/L。
3.1.2脱酸
除了对煤制天然气废水进行脱酚以外，其预处理工艺还包括脱酸。脱酸简而言之就是对煤制天然气废水中含有的CO2、H2S等酸性物质进行分离。需要注意的是，在实际的脱酸操作中，一定要考虑到CO2、H2S 等酸性分子在遇水后会出现弱电离现象，弱电离会导致煤制天然气废水的脱酸效率下降。因此，在实际的脱酸操作中，排放CO2、H2S 等酸性气体时尽量做到向上排放，即将其从脱酸塔顶部进行排出，而且还要对脱酸塔顶部的温度进行控制，这样才能把部分游离的氨分子留在酚水中，将酸性气体排出。
3.2生化处理技术
以祛除废水中的油脂的生化法为例。生化法指的是通过利用微生物生化作用去除有机物，可分为好氧处理和厌氧处理，有活性污泥、生物膜和氧化塘等不同的处理形式。
生化法因为其本身所具有的优势，使得生化法的应用在国内外都广受欢迎。但是生化法也存在一些缺点需要得到进一步的改善，比如说水质变化和冲击负荷较低、容易产生污泥膨胀，且废水中含油物质的种类和含量变化本身对生化处理的效果是什么样的也会有很大的影响。这一点，在国内学者的相关研究中也能够看到。因此针对生化法技术的未来发展趋势主要是集中在如何在保持原有优势的基础上，进一步的提高生化法的含油废水的处理效率。并且减少生化法所带来的含油废水处理中会出现的各种问题。
生物处理主要是能够将前面所提到的废水处理中预处理技术处理过之后的废水进行更加深层次的处理，让废水中的有害物质进一步分解成可以被处理掉的分子，然后转化为可以使用的水资源。
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3.3煤化工废水的深度处理技术
煤化工废水的深度处理技术以上生化处理方法是对于煤化工废水的初步处理过滤，在以上技术的配合下，废水中的 CODcr 浓度能够得到很大程度上的控制，但是废水中的难以降解的物质仍然不能得到清除，使污水处理很难达到国家标准。为此，为了实现工业废水的深度净化，还要将煤化工企业的废水进行二次降解处理。这种处理方法主要包括：固定化生物技术、反渗透等膜处理技术以及吸附法催化氧化技术等。
3.3.1固定化生物技术
固定化生物技术也是高效改进生物化污水处理方法的一项新技术。近年来，因其对于固定优势菌种的高效选择性和针对性，对于煤化工污水处理过程能够产生良好的效果。该项技术的使用，不仅能够提供高效菌种，减少污泥量，同时还因其能够很好地控制生物反应器内原微生物细胞浓度和純度，对于反应器的固液分离都十分方便。同时对于人们普遍关注的氨处理问题也在这种方法下得到很好地解决。
3.3.2臭氧氧化法
臭氧氧化法是优化废水处理物化方法优化的另一项重要技术。该项技术的工艺流程为：将废水经过隔油池去除其成分中的油和酚;在调节池对废水PH 值进行调节;将其与臭氧同时与氧化器接触，之后让污水以一定的压力和速度通过喷嘴，以此形成负压将臭氧吸入。该项技术具有反应时间短，无残留等优点，但由于臭氧不能储存，使废水量和水质在发生变质的情况下很难实现臭氧的及时投放，加之耗电量较大，基础工艺的投资太高以及臭氧本身的危害性，该种方法并没有得到大范围的使用。
3.3.3较为高级的氧化技术
众所周知，多样性和复杂性是化合物的共同特点，这就对废水处理造成了重大困扰。而煤化工废水中还含有大量的芬类和氮元素及其它有机物，这些降解难度巨大的化合物的出现不但使污水处理成为一项艰巨的任务，也对废水的后期处理过程造成影响。高级氧化技术的出现，对于该问题的解决做出了突出贡献。高级氧化技术主要包括：催化氧化法、多相湿式催化氧化法、其他类型的催化氧化法。该技术的原理是，使水中产生一大部分自由基HO，工业废水中的有机化合物能够很容易被这些自由基进行无差别降解，最终让产物以二氧化碳和水的形式出现。催化氧化方法的使用通常应该在废水处理的前期，这样就能无形中提高水质本身的生化性，而对于 COD 的去除也将产生良好效果。但是，前期处理中如果使用这种方法将会大大提高资源消耗，且其产生的效果也不会特别明显，考虑到实际问题，这种办法一般被放到深度处理阶段使用。
3.4 深度处理
臭氧属于强氧化剂，臭氧的氧化过程中主要有两个途径。第一种则是通过分子臭氧氧化，另一种途径则是通过臭氧分化产生羟基自由基，进行再次氧化。臭氧氧化技术有助于降低煤化工产业产生的废水COD，也能够降低废水中的色度与浊度，在此过程中不会产生二次污染。根据相关研究表明，在内循环的反应器过程中，可以对煤化工废水进行臭氧深度处理，能够处理掉40%至50%的COD。其中对于杂环类与酚类有机物产生极为显著的效果，随着臭氧氧化技术的逐步发展，臭氧在单独运行中有机物与臭氧反应之后，也会产生羧酸与醛，这两类物质能够避免与臭氧再次反应，有助于提高臭氧处理效能。
4 结语
煤化工企业的废水处理技术从整体上来看是能够较好地满足目前煤化工企业的废水处理需求的，但是从未来发展的角度上来看，煤化工企业的废水处理技术也并不止步于此，不仅要在技术上实现紧跟废水处理需求，而且还应该在理论上也有所建树。随着中国经济转型的不断深入，煤化工企业的废水处理技术也需要跟上时代发展的步伐，能够用最小的技术成本创造出更大的经济价值，为中国技术、资源、生态等多方面的长远发展做出自己的努力和贡献。
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论文作者:赵阔
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：废水论文; 废水处理论文; 技术论文; 煤化工论文; 臭氧论文; 生化论文; 水中论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;