煤化工廢水處理技術與工程應用

摘要：我國蘊含著十分豐富的煤炭資源，雖然我國工業水平得到了良好的發展，工業產業中的煤化工行業發展水平也逐漸提高，但煤化工行業發展所面臨的環境污染問題也愈加嚴重，其中廢水問題日益成為煤化工行業發展瓶頸，煤化工行業會產生大量廢水，廢水中含大量的有毒有害物質，并且污染物種類相對較多、濃度相對較高，因此如何能夠有效、低成本地處理煤化工行業廢水，減小對環境影響，是當下煤化工行業一個非常值得研究的重點問題。本文主要介紹了幾種針對于焦化廢水的處理技術，并結合實例進行具體分析，希望能夠為煤化工廢水處理的后續研究起到鋪墊作用。

關鍵詞：煤化工技術;廢水處理;焦化廢水;膜技術

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.051

Wastewater treatment technology and engineering application of coal chemical industry

Zhou Jun

（China BLUElink Design & Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai 201204，China）

Abstract：China is rich in coal resources. Although China s industrial level has been well developed and the level of coal chemical industry in the industrial industry has gradually increased，the environmental pollution problems faced by the development of the coal chemical industry are also becoming more serious， including wastewater.The problem is increasingly becoming a bottleneck in the development of the coal chemical industry.The coal chemical industry will generate a large amount of wastewater.The wastewater contains a large number of toxic and harmful substances， and the types of pollutants are relatively large and the concentration is relatively high.Therefore， how can the coal chemical industry be effectively and cost-effectively treated industry wastewater， reducing environmental impact， is a very important issue worth studying in the current coal chemical industry.This article mainly introduces several treatment technologies for coking wastewater， and combined with specific examples for specific analysis， hoping to pave the way for the follow-up research of coal chemical wastewater treatment.

Keywords：Coal chemical technology;Wastewater treatment;Coking wastewater;Membrane technology

現代煤化工是指以煤炭為主要原料，生產多種清潔能源和基礎化工原料的煤炭加工轉化產業，具體包括煤制油、煤制天然氣、劣質煤分質利用、煤制化學品以及多種產品聯產等多個領域。我國煤化工行業在近十幾年間發展中，已經在技術層面取得了很多巨大的進步，但是煤化工行業仍然是一個高能耗并且高污染的產業，煤化工企業均存在廢水排放的嚴重問題，沒有足夠可以容納污水的水源，因此必須要對廢水進行有效的處理，使其能夠達到可以滿足當地排放要求的標準[1]。煤化工廢水中含有大量的高濃度并且難以降解的污染物，十三五之后，國家所制定的一系列制度對煤化工廢水處理要求更加嚴格，廢水的處理不能只靠向外排放，要更注重再生利用，廢水回收利用率能達到95%以上，最后實現零排放的目標。隨著環保相關法律法規日趨嚴格，這是煤化工產業的難題，同樣也是煤化工產業發展的機會。

1 煤化工廢水的分類

與直接燃燒煤炭相比，利用煤化工技術，將煤再加工提煉成其他氣體、液體燃料，可以使燃燒效率更高，并且降低燃燒過程對環境產生的污染，但是在煤化工過程中就會產生大量廢水，煤化工廢水主要有焦化廢水，半焦化廢水和氣化廢水3種，具有代表性的廢水特征是，化學需氧量可達6 000mg/L，氰化物含量在可達70mg/L，酚的含量可達1 200mg/L[2]。煤化工廢水主要分為焦化廢水、半焦化廢水和氣化廢水3種，廢水中均含有大量有毒有害物質[3]。

（1）焦化廢水指在焦油、煤氣等焦化產物在制造過程中產生的廢水，焦化廢水除了具有典型的廢水特征外，還含有大量的苯、酚等多環芳烴、烴類，并且研究學者還發現，氟溴的鹵代碳氫化合物和少量的氯離子高溫分解的中間產物，也存在于焦化廢水之中[2]。（2）半焦化廢水主要產生在不粘煤和弱粘煤中，溫度在600-800℃左右，同時還會產生煤焦油和焦爐煤氣。與焦化廢水相比，半焦化廢水中含有更多的有害物質，并且同種有害物質的濃度更高，除了含有苯、多環芳烴化合物等有機污染物外，還含有氨氮等無機污染物，因此，半焦化廢水是一種典型的高污染、高毒性的工業廢水。與焦化廢水的處理相比，半焦化廢水處理行業發展較晚，需要大家進一步重視。（3）煤的氣化是指在一定的溫度和壓力的作用下，以煤或煤焦為原料，在催化劑的作用下與氧氣和水蒸氣發生反應生成水煤氣的過程。氣化過程產生的廢水，就是氣化廢水，也具有典型的廢水特征，但是比焦化廢水、半焦化廢水容易處理。

2 廢水的處理

2.1 焦化廢水的處理

目前焦化廢水處理技術相對來說比較成熟，常用的是分3個步驟處理焦化廢水，首先，進行初步的廢水過濾處理，過濾廢水中的大顆粒的懸浮物等容易被截留的物質;然后，進行生化處理，將其中的有害苯、多環芳烴等進行分解處理;最后，進行深度處理，將焦化廢水回收再利用。最后一個步驟的深度處理，常用的處理技術是膜分離技術。膜分離技術主要有超濾、滲率、納濾等特點，國內目前常用的膜分離技術主要有兩種，分別是用全膜分離技術深度處理廢水，和利用膜分離技術與其他技術手段結合對廢水進行深度處理[4]。

全膜分離是結合超濾、納濾和滲透法，首先利用砂率器對廢水進行初步的過濾處理，然后進入超濾設備去除掉廢水中的膠狀污染物，在納濾和反滲透過程中加藥，將廢水軟化并且去掉鹽離子等，廢水經過最后的反滲透處理，排入產水池待回收利用。現階段所使用的單一的膜分離技術過濾效率較低，隨著技術水平的不斷提高，現在常用其他手段與膜分離技術結合，例如將催化氧化法與膜分離技術結合，這種方式成本低、效率高、處理效果穩定。

2.2 半焦化廢水的處理

半焦化廢水的處理流程與焦化廢水處理流程類似，也要利用膜處理技術，用于脫鹽處理和濃鹽水處理，半焦化廢水的脫鹽處理要用到組合膜技術，濃鹽水的處理是用到高效反滲透膜濃縮技術[5]。

2.3 氣化廢水的處理

氣化廢水的處理要經過預處理、生化處理和深度處理3個步驟，與焦化廢水和半焦化廢水的處理過程也是類似的，廢水經生化處理后尚存部分難以生化降解的物質及無機鹽，因此還需利用膜分離等技術進行深度處理，常用的手段有超濾、納濾、反滲透法還有膜生物反應器[6]。

3 廢水處理技術實例

本章主要分析某煤化工焦化廢水處理的實例，進一步說明煤化工廢水的處理過程。該項目廢水量約為300m?/h，水質如表1所示。

針對煤化工廢水的特點，焦化廢水先經過預處理工藝，預處理工藝主要進行的是廢水中懸浮物的沉淀和除油，然后進行廢水的汽化、蒸餾，達到初步蒸氨、脫酚的目的。將預處理后的廢水進行生化處理，首先進行的厭氧處理，同時引入化學合成工段產生的殘液廢水，調節合成殘液中的COD總量與酚水的COD總量比值在0.2～0.5之間，溫度在37℃左右，pH值控制在7～7.5之間，之后進行好氧處理，溫度在28～35℃之間，pH在6.5～8.5之間，停留20～30h，達到最大程度脫酚的目的，將有害物質降解。

生化處理后的廢水經砂率器過濾后，進入到超濾器中，去除掉廢水中的膠狀物質和較大的顆粒物，然后進入納濾裝置中，在納濾裝置使廢水軟化，并且最大可能的去除掉二價鹽離子，然后進入到反滲透裝置中，進一步去除有害離子、小顆粒污染物等，最后進入回用水池，進行重復利用。目前該工藝運行穩定，可使廢水中的有害物質去除率達到95%以上，并且系統的運行成本低于平均工業用水成本的45%。該項目主要工藝流程見圖1，生化單元主要污染物去除效果見表2。

4 結語

煤作為我國的主要能源物質，與中國工業的發展息息相關，現階段我國煤化工產業已經是比較成熟的傳統產業，隨著人們對環境保護的日益重視，煤化工廢水處理的要求日益嚴格，這不但有利于我國生態環境以及工業的長期可持續發展，還促進了煤化工產業與工業廢水處理產業的發展。當前膜處理技術應用于各種廢水的深度處理中，該技術對于廢水凈化效率較高，可通過綜合利用膜技術和其他技術，使廢水處理后滿足回用水質的要求。

參考文獻

[1]鄭俊.煤化工廢水處理技術與工藝應用改進[J].化工設計通訊，2020，46（02）：12+22.

[2] 甘繼鵬，范賜云.煤化工中焦化廢水的污染、控制原理與技術應用研究[J].化工管理，2020（02）：41-42.

[3]劉建軍.淺談煤化工廢水處理技術與進展[J].化工管理，2020（06）：122-123.

[4]趙剛.煤化工高鹽廢水處理技術研究[J].能源與節能，2019（08）：73-74.

[5]張博.煤化工廢水處理技術與工程應用[J].廣東化工，2020，47（03）：140-142+160.

[6]王杰.煤化工廢水處理技術優化研究[J].資源節約與環保，2020（01）：95.

收稿日期：2020-07-15

作者簡介：周俊（1984-），男，漢族，碩士研究生，研究方向為工業廢水、廢氣處理。