煤氣化廢水的處理技術及研究現狀

李挺　栗銘

摘 要：隨著我國工業化水平和城市化進程的加快，對于能源使用的需求也越來越高，我國目前主要還是以煤為主要能源的國家，除了傳統的煤發電等，新型的煤化工已成為我國能源發展的重要戰略。煤氣化是新型煤化工的一種，是一種對煤炭的綜合利用技術，具有很高應用價值，但是其在生產過程中對水資源的需求較大，也會產生大量的工業廢水，會給周圍環境帶來嚴重的污染。為了減少污染保護環境及實現更大的效益，需要我們對煤氣化廢水的處理技術進行更為深入的研究。本文主要就煤氣化廢水本身的特點、現有的廢水處理技術及最新研究進展進行簡要概述，以期為新型煤化工產業的發展及環境保護提供一些參考。

關鍵詞：煤氣化；廢水；處理；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.029

0 引言

煤炭是我國的主要能源來源，在我國的整體能源結構中占據很大的一部分，隨著我國經濟水平的提高、工業化的發展、家用汽車的普及，我們對于石油的依賴也不斷擴大，我國本身就是一個石油資源匱乏的國家，加上近年來世界范圍的石油能源緊缺等因素，都使得我們需要重視對于煤炭的進一步開發和深度利用。新型煤化工產業的興起使得我們對于煤炭的進一步利用取得了很大的發展，我國對于煤化工產業也十分重視，對于減少我國對于石油資源的依賴，促進國家工業經濟發展具有十分重要的意義。煤氣化技術是新型煤化工產業的重要技術，利用煤氣化技術不僅可以生產天然氣這種清潔能源，還可以進一步加工生產得到甲醇、烯烴、化肥等工業產品。然而煤氣化技術對于水資源的利用較大，我國的煤氣化項目大多分布于水資源匱乏地區，除此之外，煤氣化產生的廢水也給環境污染帶來及極大挑戰。為實現環境友好型社會及實現煤氣化工業的進一步發展，我們需要加大對于煤氣化廢水處理的研究，提高廢水排放標準，這樣不僅能夠實現環境保護，也能夠促進企業創新及提升核心競爭力。

1 煤氣化廢水的成分特點

煤氣化廢水是在工業生產加工過程中對于煤氣的生產和洗滌過程中產生的，煤氣化過程中產生的廢棄物多溶解于洗滌水、蒸汽分流等分離水中，這些都是煤氣化廢水的形成來源。煤氣化廢水是一種很難在自然界中通過生物降解的廢水，其中含有較多的固體顆粒物和有毒有害物質，其成分一般較為復雜，不僅含有稠環芳烴、萘、呋喃等酚類有機化合物，還含有硫化物、各種無機鹽等無機化合物。成分的復雜性也給廢水的加工處理帶來了很大的難度，且不同煤氣化工藝產生的廢水都具有較大的差異性，因此對于煤氣化廢水的處理和利用情況較為復雜。

2 煤氣化廢水的處理技術

國內外現階段主要的煤氣化廢水處理技術是生物化學法，這種方法具有廢水的處理量大、去除的污染成分范圍較廣等優點，處理后的廢水符合一般的廢水排放要求。但是隨著人們對于環境保護意識的加強，對于廢水的排放標準也不斷提高。現階段對于煤氣化廢水的研究主要集中在三個階段，預處理、生化處理、深度處理。

2.1 預處理技術

由于煤氣化廢水成分的復雜性，含有酚類、氨類等物質，所以需要經過預處理和生化處理來消除高污染物質，減輕深度處理的難度，提高廢水排放的質量。

預處理主要針對廢水中的酚類、氨、油類等污染物，預處理過程中對于廢水中不同成分會采用不同的方法。對于酚類污染物的處理常采用水蒸汽脫酚法、溶劑萃取脫酚法這兩種。水蒸汽脫酚法較為簡單，將廢水中揮發性酚類經過蒸汽直接分離成含酚蒸汽再利用鈉堿溶液吸收形成酚鈉鹽溶液后，通過酸中和進行提純回收。而溶劑萃取法則是利用萃取劑的高分配系數使酚轉移到萃取劑中，實現酚的分離。由于廢水中氨濃度一般較高，目前常用的技術是水蒸汽提純對廢水中的氨進行分離，可溶性的含氨蒸汽通過含有磷酸銨溶液的吸收器與其他氣體進行分離回收。對于廢水中的油類物質常采用隔油池分離法和氣浮法進行分離。

2.2 生化處理技術

現階段對于煤氣化廢水的生化處理常用的工藝有厭氧-缺氧-好氧組合工藝（A-A/O）和序批式活性污泥法（SBR）。A-A/O這一工藝脫氮效率較高，既能起到生物選擇器的作用，改善污泥的沉降性能，也能通過產生的堿度對硝化過程中的堿消耗進行一定的補償。但是A-A/O工藝也具有一定的局限性，如需要分別設置混合液回流系統和污泥回流系統，對于動力的消耗較大。SBR是一種通過間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，主要是利用時間分割的操作方式來替代空間分割的操作方式，實現穩態生化反應。主要的特點是運行的有序性和間歇性。這一工藝通過凈化池內厭氧好氧的交替式變換來達到較好的凈化效果；且凈化池內的處理水還能夠對煤氣化廢水有一定的緩沖稀釋作用，有較好的耐沖擊負荷；整個工藝操作簡單成本較低。

2.3 深度處理技術

深度處理是煤氣化廢水的最后處理階段，主要針對廢水中難降解的有機物及懸浮物以達到排放標準。常用的方法有吸附法和臭氧氧化深度處理法。吸附法主要是利用多孔性固態相的物質對廢水中污染物進行吸附分離。常用的吸附劑有活性炭、焦炭等，經過催化氧化后可以實現對廢水中重金屬離子等處理。臭氧氧化法可以對煤氣化廢水中的有機胺、雜環化合物、烷基苯磺酸鈉等化合物進行分解。這一工藝的優點是操作簡單，反應過程較快，但是處理需要消耗較多的電能。

3 總結

隨著新型煤化工產業的發展，煤氣化技術的推廣使用，我們對于煤氣化廢水的處理方式也會不斷的進步和深入。當前的處理技術大多存在一定的限制性，我們仍需要進行研究來提高廢水的處理技術，以實現保護環境、促進經濟及工業發展、減少進口能源依賴的目的。

參考文獻：

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[2]蔣芹.煤氣化廢水處理技術現狀及發展趨勢[J].能源環境保護，2014.

[3]趙嬙.煤氣化廢水處理工藝的現狀及發展方向[J].工業用水與廢水，2012.

作者簡介：李挺（1986-），男，山東滕州人，本科，助理工程師，研究方向：化工工藝。