太原东山煤电集团有限公司 山西太原 030043
摘要：我国属于多煤少油国家，在国民经济快速发展的背景下，各行业领域对于能源的需求量持续提升，煤化工行业的发展面临着非常可观的形势。但同时，煤化工行业还存在废水排放量大、耗水量大的缺点，对煤化工工艺中所产生污水进行高效、稳定的处理已成为煤化工企业实现节能降耗，可持续发展的重要路径之一。本文主要针对新形势下煤化工污水处理技术进行简要分析。
关键词：煤化工；污水处理；技术
1新形式下煤化工污水的来源及特点
1.1焦化污水
在高温状态下干馏炼焦煤，炼焦煤里面的水分与粗煤气混杂在一起，并形成成分复杂的剩余氨水冷凝液，譬如回收与精制车间的焦油渣、酸焦油，熄焦池的焦粉和生化脱酚工段的活性污泥等。另外在煤气净化的过程当中，以及在焦油加工、粗苯精制等过程中所产生的成分复杂的污水，都具有焦化污水的性质。
1.2气化污水
炉中的煤燃料在高温下，以空气作为气化的介质，与煤燃料当中的可燃物质产生化学反应，然后转化成气体燃料，另外还产生煤气洗涤污水和冷凝水等气化污水，常见的有固定床的固态气化排渣、加压液态排渣，以及流化床气化排渣和气流床气化排渣等。
1.3液压污水
这种污水既可以通过直接液化，也可以通过间接液化产生。直接液化是煤燃料在炉中高温和高压条件下，加入的氢气促使煤燃料中的有机高分子结构转化成为较低分子的液体燃料，虽然产生的污水量比较少，但污水当中所含有的硫化物和氨等浓度非常高。间接液化煤气气化之后产生合成气，与催化剂共同作用后产生燃料油，但在分离过程中会产生技术污染的污水。
1.4水质特点
煤化工污水的特点主要表现为：组分复杂，含大量固体悬浮颗粒、挥发酚、稠环芳烃、呋喃、咪唑、萘、含氮、氧、硫的杂环化合物、氰、油、氨氮及硫化物等有毒有害物质，COD值和色度都很高。虽然因原煤组成和生产工艺条件的不同，污水中污染物含量和种类不尽相同，但总体来说，煤化工污水的COD值一般为2000~5000mg/L，pH值为7.0~10.0，氨氮为200~600mg/L，挥发酚300~500mg/L，氰化物在10~30mg/L。
2新型煤化工废水处理工艺
2.1预处理工艺
2.1.1除油
生物处理工序对进水含油质量浓度的要求是一般≤５０ｍｇ／Ｌ，最好控制在１０ｍｇ／Ｌ以下。由于煤化工废水中的油类物质主要来源于气化、煤炭液化工艺排水系统，且一般以轻质油为主，故此类废水通常采用隔油法处理。隔油法去油工艺路线一般为“调节池→隔油池→水解池→缺氧池→ＭＢＢＲ→混凝→臭氧→ＭＢＢＲ→气浮滤池”。鲁奇气化废水中试，结果表明：在预处理工序废水含油质量浓度＜２００ｍｇ／Ｌ的情况下，通过上述工艺综合处理后，预处理工序出水的油质量浓度可以控制在１ｍｇ／Ｌ以下。
对于含有较多重油成分及悬浮颗粒物质的废水，一般采用气浮法进行预处理。气浮法一般分为加压气浮法、溶气气浮法、真空气浮法、电解气浮法、生物气浮法等几种。如某公司采用气浮法对煤制合成氨和煤制甲醇废水进行预处理后的结果表明，在预处理工序进水中，ＣＯＤＣｒ、氨氮、ＳＳ、油类的质量浓度分别为３００ｍｇ／Ｌ、１６０ｍｇ／Ｌ、９０ｍｇ／Ｌ、２６ｍｇ／Ｌ，经气浮处理后对应的出水水质指标分别不超２４０ｍｇ／Ｌ、１５０ｍｇ／Ｌ、１０ｍｇ／Ｌ、３ｍｇ／Ｌ，可见气浮法对处理煤化工废水中的ＳＳ和油类物质是十分有效的。
2.1.2脱酚
酚在废水中是一种有害物质，但若提取物确实有很高商用价值，将价格较为昂贵的酚萃取出来作为商品出售，能对废水处理装置的运行起到一定的经济补偿作用。目前，煤化工废水酚处理工艺主要是萃取，通过研究萃取剂浓度、温度、ｐＨ值、萃取比等条件及其对脱酚效率的影响，建立ＮａＯＨ反萃取回收酚类的方法体系，选择高效、经济的萃取剂、反萃剂进行萃取及反萃工作。相关试验结果表明，萃取脱酚率达到９７％以上，反萃取脱酚率达９３．４％，酚总回收率达到９０％以上。同时，经过脱酚处理的废水含酚质量浓度可以降到７５ｍｇ／Ｌ以下。此种脱酚操作方法简单、易于实施，萃取剂和反萃剂易于寻找，且经济效益和社会效益明显。
2.1.3脱氨
目前，一般采用蒸汽汽提—蒸氨法去除煤气化废水中的氨类物质，如氨氮和氰化物，其工艺流程一般是使用大量的蒸汽与煤化工废水接触，使得废水中的游离氨有效析出，并进入吸收器后使用磷酸溶液吸收氨，再将富氨溶液送入汽提器，使磷酸溶液再生并回收，以此实现氨的脱除。
2.2生化处理
2.2.1好氧处理法
好氧处理技术是指利用好氧微生物在有氧的条件下进行生物代谢，将废水中的有机污染物降解为低能位无机物的一种技术。目前主要使用的技术包括循环式活性污泥系统（ＣＡＳＳ）、膜生物反应器技术（ＭＢＲ）。ＣＡＳＳ技术实质上是一个厌氧－缺氧－好氧交替运行的过程，可达到同步硝化－反硝化和生物除磷的效果，其经济性、稳定性和高效性在生产实践中得到了验证。ＭＢＲ技术具有和ＣＡＳＳ技术类似的曝气池，但其通过膜技术可以将微生物完全截流在生物反应器内，从而达到高效去除污染物、实现出水水质稳定达标的目的，但其在经济性和运行的稳定性方面不如ＣＡＳＳ技术。
2.2.2厌氧处理法
对于煤化工废水中以喹啉、吲哚、吡啶等为代表的难降解有机物，一般采用厌氧处理法予以处理。厌氧处理法很早就被应用到有机废水的处理中，如处理高浓度的有机废水、城镇污水中的污泥等。目前，更为先进的厌氧生物反应器逐步得到广泛应用，如厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）、厌氧折流板反应器（ＡＢＲ）、厌氧流化床（ＡＦＢ）等，由于这些反应器已经得到较为广泛的使用，此处不再一一赘述。
2.2.3缺氧处理法
由于煤化工废水的成分非常复杂，往往通过单纯的厌氧处理法或者好氧处理法无法满足废水处理的需要，因此，需要结合上述两种方法的优点进行组合，从而实现较好处理煤化工污水的目的。厌氧处理法通常适合于高浓度有机废水的处理，而好氧处理法适用于低浓度有机废水，对于ＢＯＤ质量浓度为３００～７００ｍｇ／Ｌ的煤化工废水，虽然厌氧处理法和好氧处理法均可使用，但是后者更经济。虽然厌氧处理法具有耗能低、效率高以及可以回收能量的优点，但面对成分复杂的煤化工废水，一般采用先厌氧，再好氧的工艺方法（Ａ／Ｏ工艺），以保证出水水质能够达到排放标准。
2.3深度处理
2.3.1高级氧化法
该方法通过在废水中产生出自由基·ＯＨ，以降解废水中的酚类、多环芳烃、含氮有机物，使之变成二氧化碳、水等无污染的物质。如国内某公司采用调节池－隔油池－水解池－缺氧池－ＭＢＢＲ－混凝－臭氧－ＭＢＢＲ－气浮滤池工艺对鲁奇气化废水进行研究，采用臭氧作为深度处理的高级氧化措施，结果表明：在臭氧接触池进水ＣＯＤＣｒ的质量浓度为８４ｍｇ／Ｌ的条件下，出水ＣＯＤＣｒ的去除率达到了４５％，质量浓度降为４６ｍｇ／Ｌ。
2.3.2反渗透法
该方法的目的在于有效去除废水中的溶解盐，是借助反渗透膜具有选择性的特点，利用水溶剂在膜两侧所产生的静压差，实现废水中特定物质的截留和分离。其具有常温操作、应用范围广、去除效率高、回用率高、环保无污染等特点，同时还兼具设备紧凑、自动化程度高等优势，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
3结束语
综上所述，煤化工产业在国民经济中占有重要的位置，其发展过程中所产生的环保问题已经受到各方关注。面对国家环保政策对煤化工废水排放的达标、提标要求，结合煤化工废水成分指标等，选择经济、高效、稳定、成熟的水处理技术解决方案，将煤化工废水变废为宝，提高水资源的利用效率，解决工业用水与农业用水冲突问题，将有效服务和促进国民经济健康、快速、稳定发展。
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论文作者:段鹏举
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/29
标签：废水论文; 煤化工论文; 污水论文; 浓度论文; 气浮论文; 技术论文; 废水处理论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;