新型煤化工廢水處理技術研究進展

蔣 娜

（兗礦國宏化工有限責任公司，山東鄒城 273500）

煤化工廢水有很多有害物質，必須要做好對廢水的處理工作，才能避免因為廢水對周圍環境造成影響。由于廢水的特殊性，需要采用針對性的廢水處理技術，才能保證處理效果。

1 煤化工廢水概述

煤化工生產是以煤作為原料，經過一些列的化學反應，最后獲得氣體、固體、液體產品，在工業生產和日常生活中有都十分重要的地位。在生產的過程中，會使用大量的水，并且會產生一定的煤化工廢水。煤加壓氣化的過程中，粗煤氣冷凝水循環所產生的污水和煤氣凈化過程中的洗滌廢水，廢水的有害物質濃度高、污染性強、有毒，而且難以降解。污染物主要包括酚類、油、氨氮等，含有大量的生化有毒物質和抑制物質。

目前煤化工主要使用的氣化工藝有三種，分別是魯奇工藝、德士古工藝、殼牌工藝，不同工藝所產生的廢水在處理難度上也有很大的區別。魯奇工藝的氣化溫度比較低，并且所產生的廢水成分很復雜，包括氨氮、酚等物質，所以污染程度比較高；德士古工藝使用水煤漿氣化的方法，利用高溫進行氣化，產生的廢水水質相對較清潔，有機污染程度比較低，氨氮的濃度高；殼牌工藝使用粉煤灰，配合高溫進行氣化生產，水質相對較潔凈，有機污染程度低，氨氮和氰化物的濃度相對較高。目前，三種氣化工藝的共同特點在于產生的廢水中氨氮含量很高。

2 煤化工廢水處理技術

煤化工廢水中污染物很多，并且有很多成分復雜的高濃度有機物，只是使用傳統的物理、化學方法處理一般難以滿足排放的標準要求。所以，必須要針對煤化工廢水的特點進行特殊的處理。

2.1 預處理技術

預處理技術主要為了達到生化處理進水的要求，包括除去油、酚以及其他對生化處理有害的化合物。

2.1.1 除油

煤化工廢水中會有一定濃度的油類物質，這些物質會在菌膠表面黏附，從而造成比較嚴重的生化效果。對于生物處理而言，要求必須要將廢水中的油含量降低到50mg/L以下，最好的是能夠控制在20mg/L以下。

隔油法。煤化工廢水中的油類以輕油為主，密度比水小很多，所以可以隔油法將油分離。國內一些公司使用了調節池、隔油池、水解池、缺氧池、混凝工藝進行油的分離。廢水的油濃度在200mg/L以下時，經過處理之后出水的質量就可以在1mg/L以下。尤其是對魯奇工藝所產生的廢水，能夠獲得有效的處理，去除率可以達到97%。

氣浮法。氣浮法能夠去除廢水中的油類物質和懸浮顆粒，這種方法有很多形式，包括加壓氣浮、曝氣氣浮、真空氣浮、電解氣浮和生物氣浮等。根據研究，使用這種方法能夠高效去除進水中的氨氮、SS和油類物質，使用該方法能夠對油類獲得良好的處理效果，保證廢水在進入生物處理單元之前得到優化。但是使用該方法也有對CODCr去除效果較差的問題，所以使用氣浮法的時候也應與其他方法混用，保證預處理效果。

2.1.2 脫酚

脫酚的工藝一般使用溶劑萃取的工藝，使用隔油-氣浮-脫酚-蒸氨的工藝時，脫酚的回收率能夠達到90%以上。而且，使用該方法也能夠降低CODCr的濃度，去除率約為85%。溶劑萃取的工藝有操作簡單、處理效果穩定的優勢，并且能夠回收揮發酚和非揮發酚，在確保工藝效果的同時，也有較高的社會效益和經濟效益。使用有機溶劑萃取法進行脫酚時，關鍵在于對溶劑的選擇。酚水萃取溶劑需要具有不易乳化、油水易分離、不易揮發的特點，并且價格便宜和易于再生。所以目前針對萃取脫酚技術的研究，主要在萃取劑的選擇上。根據研究，濃度、pH、萃取比都會對廢水的萃取脫酚效率造成影響，當前比較常用的萃取劑為三丁酯煤油溶液，該萃取劑除了萃取效率比較高，同時也能夠循環使用，這樣有利于構建起專門的萃取系統。雖然萃取法處理廢水有著過程簡單和可重復使用的特點，但是由于萃取過程中耗能高，而且可能在廢水中有萃取劑殘留，所以也需要進行后續處理工作。

2.1.3 脫氨

在煤氣廢水中，有很多高濃度的氨氮和高毒性的氰化物，會對微生物造成嚴重的抑制作用，所以在進行生化處理之前，必須去除其中的氨類。廢水的脫氨工作往往都是最后一道工序，因為廢水中的二氧化碳含量比較高，氨氮一般在堿性環境下以游離的形式存在，所以廢水存在二氧化碳和氨氮共存的情況。如果缺少良好的處理，很容易導致二氧化碳和氨共存導致出現銨結晶的情況，容易發生設備結垢和堵塞的問題。使用蒸汽和廢水接觸的時候，游離的氨就會被吹脫出來。用磷酸溶液能夠吸收氨，然后將富氨溶液送入汽提器，能夠促進磷酸溶液的再生，然后可以繼續回收氨。經過處理之后，煤氣化廢水中的氨氮可以去除98%左右，有非常好的處理效果。

2.2 生化處理技術

2.2.1 厭氧生物處理法

一些煤化工廢水中含有喹啉、吡啶、聯苯等，這些物質難以降解，而且會對環境傷害很大。使用厭氧微生物能夠很好地進行有機物的降解。在對甲醇廢水的研究中，使用了兩級外循環厭氧反應進行處理的方法，能夠去除50%的CODCr和48%的酚。目前，經過對出水系統的研究，已經為厭氧生物帶來了較好的生存環境，所以厭氧處理效果比過去更好。

2.2.2 好氧生物處理法

好氧生物處理工藝是在煤化工處理中比較常用的工藝，包括SBR工藝和PACT工藝。使用SBR工藝處理煤制甲醇廢水，對煤氣化和CO變換廢水進行除氟處理，對甲醇精餾廢水使用除油處理，之后其他廢水直接進入SBR池進行處理。SBR出水的CODCr質量濃度能夠控制在50～94mg/L，氨氮的質量濃度能夠控制在4.7～15mg/L，滿足工業排放標準的要求。使用PACT處理最佳條件是pH為7.0～7.5、PAC投入量為0.5g/L，能夠去除70%的CODCr、60%的氨氮和75%的油。

2.3 深度處理技術

經過生化處理之后，還會有一定量難以溶解的污染物殘留在廢水中，造成色度和CODCr的濃度難以滿足排放標準的要求，所以還需要進一步的深度處理。使用混凝沉淀能夠將出水的濁度降到3度以下，保證后續濾池的進水負荷降低。高級氧化法使用臭氧、Fenton試劑，能夠讓很多有機物講解或者礦化，并且對于毒性大、難以氧化降解的物質有很高的氧化效果。

3 結語

隨著社會的發展，對工業生產的環保要求也越來越高。對煤化工廢水的處理研究中，還需要繼續關注酚類等大分子特征的污染物，以及加強對毒性機理的研究，并做好對整個廢水處理系統的優化工作。目前，預處理廢水技術、生化處理技術和深度處理技術都取得了長足的發展，必須繼續執行嚴格的排放標準，減少煤化工業對環境造成的破壞。