煤化工廢水處理技術進展及發展方向

夏遠萍

遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司

煤化工廢水處理技術進展及發展方向

夏遠萍

遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司

煤化工是以煤為原料經過化學加工，實現煤的轉化并進行綜合利用的工業，煤化工企業產生的廢水水質復雜，難降解有機物濃度高而且毒性大。水污染問題是制約煤化工企業發展的主要問題之一。本文針對煤化工企業產生的廢水的來源、特點進行了介紹，并重點分析討論了煤化工廢水的預處理及深度處理技術，希望對煤化工廢水處理技術的發展具有一定的借鑒和參考價值。

煤化工；廢水處理技術；對策

隨著化學工業的發展，化工產品多種多樣，成分復雜，給我們帶來了巨大的經濟利益，同時也造成了嚴重的環境污染。近年來我國化工行業的工業廢水處理和利用工作取得了較大進展，但廢水排放達標率仍不高，且目前國內的趨勢化工廢水零排放的政策下，零排放工作也在逐步開展。據統計，我國工業廢水處理率為78.9%，達標率僅為54.4%。因此，研究分析水處理的現狀并開發出高效且實用的化工廢水處理技術并回用具有重要的現實意義。

1 煤化工廢水的特征

煤化工企業在進行生產過程中會有許多的芳香烴、氨氮、氰、酚類及類烷烴類等有毒物質產生。煤化工廢水的處理問題不僅極大地制約著我國發展煤化工企業，其也嚴重地影響著國內外煤化工企業的發展。按照含鹽量的多少，可將通常典型的煤化工產業產生的廢水分為如下兩類：第一種是含鹽廢水，其大部分來自于煤化工的生產過程，譬如，循環水系統的廢水、洗滌煤氣的廢水、除鹽水系統的廢水以及生產回用系統的排水等，含有較高的鹽量是其最大的特征；第二種就是有機廢水，其大部分來自于生活排放的污水與煤氣化的工藝中，其含有較多的COD，而含鹽量卻不多。煤化工的有機廢水中的有害成分會因煤氣化工藝的不同而各不相同。根據相關研究表明，產自高溫氣化工藝的廢水，其有害成分相對比較簡單，COD的含量也不多，通常大概只有0.5g/L。而產自中溫氣化工藝的廢水，其有害成分相對就沒那么簡單了，其含有較多難降解的焦油與酚等有害物質，而采用一般的生化工藝對其進行處理達不到很好的效果，即使經過預處理，其廢水中COD的含量仍大于1g/L。

2 煤化工廢水處理技術

2.1 臭氧氧化技術

臭氧是一種強化劑，其氧化過程有兩種途徑，一種是直接通過分子臭氧氧化，另一種是間接的通過臭氧分解并生成羥基自由基來進行氧化。臭氧氧化技術可以降低煤化工廢水中的COD，同時還能夠降低水中的色度和濁度，同時在該過程中不產生二次污染。有研究表明，在內循環的反應器中，利用臭氧對煤化工廢水進行深度處理，COD的去除率可到40%～50%，其中對酚類和雜環類有機物效果最好。隨著對臭氧氧化技術的深入研究發現，臭氧在單獨使用過程中，有機物和臭氧反應后通常會生成醛和羧酸，而這兩種物質不能再和臭氧繼續反應，進而限制了臭氧的礦化作用，降低了臭氧的處理效果。因此，研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用，有研究者采用UV與臭氧聯用來進行廢水的處理，結果表明臭氧的氧化能力比單獨使用時提高了10倍以上，極大地改善了臭氧的氧化能力。

2.2 光催化氧化技術

光催化氧化技術是利用半導體材料，在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進行激發，進而產生具有強化性能的羥基自由基，然后利用羥基自由基對有機物進行氧化分解。TiO2是應用最多的光催化劑，有研究者利用光催化技術處理模擬的苯酚廢水，結果表明，TiO2的投加量為2g/L、pH值為3，光照2.5h的條件下，苯酚的去除效果最佳，可達到96%。TiO2光催化技術對難降解有機物的處理效果十分顯著，但是現階段還未能應用于煤化工廢水的處理中，原因在于該催化劑不能充分的利用太陽能，反應器設計難以符合實際的應用。

2.3 生物流化床技術

采用移動生物床反應器(MBBR)工藝對于煤氣化廢水進行深度處理試驗，試驗原水為經過活性污泥工藝處理后的煤氣化生產廢水。研究了MBBR水力停留時間(HRT)的變化對于COD和氨氮去除效果的影響。結果表明，HRT對于反應器中氨氮的去除效果影響顯著。HRT在24h時出水氨氮的質量濃度可以維持在15mg/L以下，而12h時氨氮去除效果顯著下降。同時，溫度對處理效果也有一定的影響，研究表明，反應器溫度下降導致反應器出水氨氮異常升高，HRT增加至48h可以恢復MBBR對于氨氮的去除效果，并且出水氨氮濃度可穩定在10mg/L以下。

2.4 PACT法

PACT法是在生化進水中投加粉末活性炭(PAC)，利用粉末活性炭吸附溶解氧和有機物，在曝氣池中進行微生物分解的污水處理工藝。由于巨大的比表面積和很強的吸附能力，活性炭可以吸附廢水中大量的污染物和有毒物質，將污染物的水力停留轉化為固體停留以延長生化反應時間，同時避免有毒物質對微生物的毒害，保證了廢水處理的穩定，工藝中的活性炭可循環利用。PACT法活性炭吸附處理COD的動態吸附容量為100%～350%，處理難生物降解污染物的效果比較好。將PACT法運用到生物短程脫氮工藝中，將系統總氮脫除效率由43.8%～49.6%提高到了68.8%～75.8%。采用PACT法處理煤制油低濃度含油廢水，試驗數據顯示，PACT對COD、SS(固體懸浮物)、NH3－N、油的平均去除率分別為75%、62%、59%、78%，出水水質達到了污水綜合排放的一級標準。

雖然在廢水的每個處理環節都有科學、先進的工藝，然而單憑一種工藝卻難以實現最好的處理效果。譬如，單憑生物氧化工藝，會有難以降解的污染物存在于出水中，另外還會有較高含量的COD，這根本無法達到排放要求，盡管吸附法能夠使COD得以有效地去除，但卻容易導致二次污染與吸附劑再生等問題的出現。所以，在處理具體的廢水過程中，我們應當靈活應用各種工藝，這是將來處理煤化工廢水的一個新的發展趨勢。

[1]王香蓮，湛含輝，劉浩.煤化工廢水處理現狀及發展方向[J].現代化工，2014，34(3)：1-4.

[2]孫貴軍.煤化工廢水的來源及處理方案[J].資源節約與環保，2013，18(6)：119.

[3]章莉娟，馮建中，楊楚芬，等.煤氣化廢水萃取脫酚工藝研究[J].環境化學2006，25(4)：488-490.