典型煤化工廢水及其水質分析方法研究

郭靜楠

(忻州市環境監測站，山西 忻州 034000)

引 言

煤化工是關系我國經濟命脈及能源安全的基礎產業，但其具有高能耗、高水耗以及高污染等危害生態環境的特點，尤其是煤化工行業廢水水量大，污染物組成復雜、濃度高、毒性大，可生化性差，是典型的難降解廢水之一[1]，因此，研究煤化工廢水中污染物的去除特點及廢水的毒性削減特點，是當下煤化工行業為了持續穩定發展急需解決的問題。然而，要實現煤化工廢水的高效處理，探討水質指標分析方法，明確廢水中污染物的組成和含量至關重要。

1 煤化工及其產業鏈

煤化工是通過某些工藝將煤轉化為化學品、能源產品的工業。目前，煤化工可分為傳統煤化工和新型煤化工兩大類，如傳統的煤焦化，煤氣化制甲醇、氨、尿素等，新型的煤制天然氣、油、烯烴、乙二醇等[2]。

煤化工主要包括煤的氣化、直接液化、煉焦、低溫干餾及其他加工五大方面，每個方面產品不同，采用的生產技術也不同。具體煤化工產業鏈如第200頁圖1所示。

2 煤化工廢水來源及特點

雖然大量煤化工廢水的產生與排放引起了輿論關注。但由于煤化工項目產品及采用的生產技術不同，廢水來源與特點也不同。煤化工廢水來源主要有工藝廢水、含鹽廢水及非經常性廢水。具體包含類別及特點如表1所示。

3 典型煤化工廢水水質分析方法

3.1 樣品采集

(1) 焦化廢水采集。廢水取自剩余廢水、焦油精制廢水、煤氣水封水、軸封冷卻水，以及主生化廢水處理工程中的調節池、缺氧池、二沉池等。樣品采集后冷藏保存，盡快進行相關指標分析。

(2) 水煤漿氣化廢水。水煤漿氣化廢水采自氣化爐底部產生的氣化灰水，以及主生化廢水處理工程中的調節池、缺氧池、好氧池等[3]。樣品采集后冷藏保存，盡快進行相關指標分析。

(3) 碎煤加壓氣化廢水。廢水主要為氣化爐產生煤氣經過煤氣水分離產生的廢水，水樣取自該廢水處理工程中的各個處理池，樣品采集后冷藏保存，盡快進行相關指標分析[4]。

圖1 煤化工產業鏈

3.2 水質分析實驗材料和儀器

1) 實驗試劑。分析純：濃硫酸，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀，重鉻酸鉀，硫酸銀，氫氧化鈉，氯化銨，氯化鈉，無水硫酸鈉，溴化鉀，尿素，二水氯化鈣，七水硫酸鎂，4-氨基安替比林；色譜純：二氯甲烷；其他：福林試劑，蛋白胨，牛肉膏，3,5-二氯苯酚(99%)等。

2) 實驗儀器。紫外可見分光光度計，UV-1000/2000；TOC測定儀，TOC-VCPH；數控超聲清洗器，KQ300-DE；電熱恒溫鼓風干燥箱，DHG-9070A；分析天平，MetelerAE163；超純水制備系統，Milli-Q；pH計，EL20K；水浴振蕩器，HZQ-C；高速臺式冷凍離心機，TGL-20M；氣相色譜質譜聯用儀，Tracel300-ISQ；溶解氧測定儀，S479；傅里葉轉換紅外光譜儀，Spectrum GX；旋轉蒸發儀，RE-52AA。

3.3 水質分析方法

典型煤化工廢水水質分析主要包括四大類，分別為普通水質指標分析、溶解性有機物分析、有機物全分析、多環芳烴定量分析，其主要水質指標及測定方法具體如表2所示。

3.4 毒性分析方法

1) 活性污泥抑制法。污泥使用前，以3,5-二氯苯酚對活性污泥作用30 min，計算EC50(能引起50%最大效應的濃度)，看是否符合污泥敏感性要求(2 mg/L～25 mg/L)。

表2 典型煤化工廢水四大類水質指標及分析方法

2) 發光細菌抑制法。可采用Q67青海弧菌發光菌，對應的復蘇液為硝酸鈉溶液。毒性單位TU的計算方法為：TU=1/EC50，發光細菌EC50的計算參照文獻[5]中的計算方法。

4 結語

隨著煤化工行業的發展由快趨穩，其存在的問題不斷暴露，尤其是大量煤化工廢水的產生與排放危害到區域居民健康，已引起了全球環保愛好者及人類的廣泛關注。通過大量的研究與試驗，目前國內外已出現了較多的煤化工廢水處理方法，但是典型煤化工廢水水質分析作為實現煤化工廢水高效處理的重要基礎，仍需要進一步探索更為簡便、快捷、準確的水質分析方法，以更好地為煤化工廢水處理服務。