煤化工廢水處理技術(shù)優(yōu)化研究

和鋒剛(山西潞安焦化公司，山西 長治 046000)

0 引言

我們都清楚煤化工廢水主要的來源就是煤化工企業(yè)，目前，我國使用的最多的處理煤化工廢水的方法就是生化方法。生化方法指的是利用生物對廢水中存在的苯類以及苯酚類的有害物質(zhì)進行分解，但是使用這個方法，并不能完全處理好廢水，其中存在的吡啶類物質(zhì)等并不能被此方法解決。并且，根據(jù)相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)很多的企業(yè)并不能嚴格遵守國家的一級標準對廢水進行處理，因此，這些企業(yè)所排放的污水中的顏色和濃度等指數(shù)都還是遠遠不能達標的。因此，在我們對污水進行處理時，需要有效的控制其中的CODcr含量，同時還需要盡可能的降解所存在的氨氣、氮氣等，這樣就能夠達到國家的要求，同時減少對于環(huán)境的污染，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 煤化工廢水的來源、組成及特點

1.1 煤化工廢水的來源

在煤化工企業(yè)進行生產(chǎn)的過程中，很多的階段都有可能產(chǎn)生廢水，其中，最常見的可以分為以下幾種情況。首先，在我們加工煤炭所使用的的化學過程里，大多是需要通過蒸汽加壓進行的，在加壓過程結(jié)束后，由于水蒸氣的溫度快速降低會產(chǎn)生加冷凝的現(xiàn)象，廢水就會因此為產(chǎn)生，并且這個過程中所產(chǎn)生的的廢水一般含有較多的有害物質(zhì)，因此污染程度是較高的。其次，在我們使用煤液化的方法制油的過程中，一般都必須在過程中加入一定量的水，才能產(chǎn)生裂化反應(yīng)，在整體的反應(yīng)過程中間同樣也會導致廢水的產(chǎn)生。除此以外，在對煤進行凈化的時候，同樣也會有大量的廢水產(chǎn)生。事實上，煤氣本身就含有較多的有害物質(zhì)，所以我們在對煤氣進行加工處理的過程中，需要先對煤氣采取一定的凈化措施，在這個凈化的過程中也會導致一定量的廢水。

1.2 煤化工廢水的組成

要想對廢水進行行之有效的處理，使其能夠達到國家規(guī)定的標準，就要首先對廢水中含有哪些成分有一定的了解。根據(jù)一些研究數(shù)據(jù)和測量結(jié)果可以知道，煤化工廢水中含有很多的有害有機物，其中最為常見且含量占比較高的由以下幾種：COD、氨氮類物質(zhì)、酚類物質(zhì)等，這些物質(zhì)一旦被排放到自然環(huán)境中，就會產(chǎn)生較為嚴重的污染。除此以外，煤化工廢水中還同時包含著大量濃度比較高的氨類、 氮類、硫類物質(zhì)，當這些廢水被隨意排放后，其中的有害有機物就會被土壤吸收，因此，也會對土壤產(chǎn)生嚴重的影響，主要表現(xiàn)為，會導致土壤中所包含的各種元素含量產(chǎn)生較大的變化，變化后的土壤所具有的肥力會因此而降低。在目前的很多具體處理過程中，對某些煤化工企業(yè)處理后的廢水進行收集檢測后，會發(fā)現(xiàn)這些經(jīng)過處理的廢水中依然還存在著大量的有害物質(zhì)，比如上文提到的CODcr、氨氮等物質(zhì)，除此以外，還存在著很多的酚類、氧、硫的雜環(huán)化合物等[1]。

1.3 煤化工廢水的特點

要想更有效的處理煤化工廢水，那就需要首先了解煤化工廢水的相關(guān)特點，這樣就可以清楚地了解處理過程的先后順序和難易點。首先，廢水降解程度低。在目前的很多煤化工企業(yè)中，因為所采用的的材料較為豐富，所以在后續(xù)的加工過程中也可能產(chǎn)生各種不同的反應(yīng)，從而出現(xiàn)多樣的化合物，同時也會出現(xiàn)多種很難進行降解的有機物，比如聯(lián)苯等，這導致廢水處理的困難程度進一步加深。其次，廢水呈現(xiàn)的顏色較為明顯，同時也很渾濁。在整體的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)里，會運用到多種的加工工藝類型，而在這所使用的每一個環(huán)節(jié)中都會產(chǎn)生不同類型的污染物，并且結(jié)構(gòu)復雜。過程中同時還會造成很多的色素出。多種色素相混合，就會使得廢水比較渾濁，這在很大程度上使得廢水更難處理。最后，在廢水中含有一定量的污染物。這也是煤化工廢水最為明顯的特點，這是由于多個施工工藝綜合作用所導致的。因此煤化工廢水都很難進行處理，處理中需要使用到多種不同的方法，對于人員和科技水平的要求都較高，一旦出現(xiàn)操作不當，都可能影響都最后處理的有效性。

2 化工廢水處理現(xiàn)狀

現(xiàn)在我國所使用的處理煤化工廢水的技術(shù)通常是生化法，這種方法能夠有效的處理煤化工廢水中的苯酚類及苯類的有害有機物，但是對于吡啶類、吲哚類、咔唑類、喹啉類等一些難降解有機物的作用能以達到理想的效果，這樣就會導致處理后的煤化工廢水中的CODcr還是無法達到國家的一級標準。并且大多的煤化工廢水在使用生化處理的方法后，還是存在的較為明顯的顏色同時較為渾濁，這是由于廢水中含有較多的生色團和助色團的有機物。所以，要將有效地對于這些煤氣化廢水進行處理，使其能夠達到國家規(guī)定的排放標準或是能夠回收再利用，要實施的主要措施就是能夠減少CODcr、氨氮、色度和濁度等指標。

3 化工廢水處理技術(shù)及優(yōu)化

在長久的發(fā)展過程中，專家們研發(fā)出了多種的煤化工廢水處理技術(shù)，這些技術(shù)都各有其優(yōu)缺點。簡單的生物氧化法處理后，排放的水中還是會存在較多的難降解有機物，并且COD值不能得到明顯降低，因此無法達到排放標準。而使用吸附法可以更直接的處理CODcr,然后卻會導致吸附劑再生和再污染。如果使用催化氧化法，可以有效的降解很多使用生物降解無法處理的有機物，但在生活中運用卻要耗費大量的成本。如果使用厭氧—好氧法，兩種方法綜合起來運用時，可以將煤化工廢水得到符合標準處理效果，同時此種方法中耗費的運行管理和成本相對較低，因此這種方法是目前我國在處理煤化工廢水時主要選用的工藝。但如果廢水中含有的難降解物質(zhì)較多或是廢水的濃度較高時，單純的使用這種方法也難以實現(xiàn)理想的效果，還必須和催化氧化和混凝沉淀等方法綜合起來一起發(fā)揮作用。將各種行之有效的方法綜合使用，進行煤化工廢水的處理是煤化工廢水處理技術(shù)的未來的研究趨勢。煤化工廢水治理工藝的設(shè)計思路大多是根據(jù)“物化預處理+A/0生化處理+物化深度處理”。

3.1 物化預處理

一般來說，常見的物化預處理方法通常有隔油、氣浮等。廢水中含有過多的油類會對之后的生化處理有很大的阻礙作用，而使用氣浮法對煤化工廢水進行處理的主要目的和作用就是能夠去除廢水中的油類，同時能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用的可持續(xù)發(fā)展性，除此以外使用氣浮法還能夠?qū)崿F(xiàn)預曝氣的作用。氣浮法之所以能夠?qū)崿F(xiàn)除去煤化工廢水中的含油物質(zhì)的作用，是由于這個方法通過將空氣通入到煤化工廢水中，進而在水中以較小的氣泡形式出現(xiàn)，能夠作為一定的載體，可以將煤化工廢水中所含有的油類中密度接近于水的微小物質(zhì)黏附在這些較小的氣泡上，這樣油類就可以和小氣泡一起漂浮在廢水的表面，這樣就能夠有效的去除煤化工廢水中的油類。要想使氣浮效果能夠更為明顯，我們一般會將氣浮法和其他方法結(jié)合起來一起使用，例如在廢水中投入定量的混凝劑等方法。

3.2 生化處理

在已經(jīng)完成對煤化工廢水的預處理后，通常會再運用厭氧-好氧生物法(A/O工藝)再對其開展進一步的加工處理。而煤化工廢水中大多存在著較多的多環(huán)和雜環(huán)類化合物，使用好氧生物法進行處理后，出水中依然會含有較多的CODcr，因此檢測得出COD指標還是并不能達到國家的排放標準。我們通常所說的厭氧-好氧聯(lián)合生物法，主要時由于無論是單獨使用好氧還是單純使用厭氧技術(shù)對煤化工廢水進行加工處理，都無法達到穩(wěn)定的達到國家排放標準。所以有效地將厭氧和好氧進行聯(lián)合生物處理的方法開始引起研究人員的廣泛重視。在對煤化工廢水運用厭氧酸化的方法進行初步加工后，廢水中的大部分有機物都能夠得到有效的降解，這個過程能夠一定程度上確保之后所使用的好氧生物法對煤化工廢水進行處理時，將廢水中的CODcr的去除率能夠達到90%以上。而廢水中含有的一些很難得到降解的有機物，例如萘、喹啉和吡啶等物質(zhì)，它們的去除率分別可以達到67%，55%和70%，但是如果使用單純的好氧法處理廢水，這些有機物得到降解后的去除率甚至無法達到20%。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們可以直觀的發(fā)現(xiàn)使用厭氧-好氧聯(lián)合生物法能夠更為穩(wěn)定且快速的達到理想的效果，使處理后的廢水能夠達標[2]。

3.3 深度處理

在對煤化工廢水使用生化處理的方法后，得到的結(jié)構(gòu)中現(xiàn)實的CODcr、氨氮等濃度都有了大幅的減少，但還是存在著很多的難降解有機物，這就會讓的出水的COD、色度等指標還是不能夠達到理想的效果。這一步稱之為深度處理，通常所使用的方法包括反滲透等膜處理技術(shù)混凝沉淀、吸附法催化氧化法及固定化生物技術(shù)等。混凝沉淀法是利用水中懸浮物的可沉降能力，使它們由于重力的作用產(chǎn)生下沉現(xiàn)象，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)固液分離的功能。進行這一過程的主要目的是除去懸浮的有機物，這樣就可以降低之后進行的生物處理的有機負荷。在生產(chǎn)的過程中一般可以通過加入定量的混凝劑如聚鐵、鋁鹽、聚鋁和聚丙烯酰胺、鐵鹽等物質(zhì)，實現(xiàn)強化沉淀效果的目的。

固定化生物技術(shù)是一種較為新型的技術(shù)，這種技術(shù)能夠挑選優(yōu)勢菌種使其穩(wěn)定，而將水中的有害有機物進行去除。而這些穩(wěn)定的優(yōu)勢菌種會有更強的降解性，具體表現(xiàn)為對喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力。

高級氧化技術(shù)：因為煤化工廢水中所包含的酚類、多環(huán)芳烴、含氮有機物等有機物成分占比較大，而這些成分同時也是較難降解的，所以會較多的阻礙后續(xù)生化處理的效果。我們可以在進行廢水處理的前期階段使用高級氧化技術(shù)中的催化氧化法，這個方法能夠有效的減少廢水中存在的COD，同時還可以增強廢水的可生化性。

吸附法：因為固體表面通常都可以吸附水中溶質(zhì)及膠質(zhì)，所以如果廢水通過比表面積很更大的固體時，廢水中的含有的一些污染物都會被固體顆粒吸走上，這樣就能夠使廢水中的污染物質(zhì)減少[3]。

上述各種方法都有各自的優(yōu)點和缺點。我們將這幾種方法綜合起來一起發(fā)揮作用的時候，才能夠有效地對煤化工廢水進行有效地處理，降解其中的有害有機物，同時去除廢水中存在的各種雜物，實現(xiàn)達到我國規(guī)定的排放標準的目的。

4 結(jié)語

根據(jù)以上敘述我們可以得出，因為相關(guān)的環(huán)保政策不斷頒布并得以實施，人們對于環(huán)保的意識也逐漸增強，因此相關(guān)企業(yè)必須將化工廢水處理放在首要位置，有效地對其進行處理。伴隨著科學技術(shù)的不斷更新，根據(jù)廢水的特性不斷尋找高效、價格合適、環(huán)保等更優(yōu)的技術(shù)，將廢水處理后的指標進一步提高，不僅利國利民，而且會更好的服務(wù)于生產(chǎn)，意義重大。