煤化工廠污水處理的環保對策

梁彩霞

(上海電氣集團國控環球工程有限公司，山西 太原 030006)

引 言

隨著我國經濟建設的不斷加快，提高了煤化工企業的發展速度，但煤化工廠在實際生產運營中產生大量的工業污水，此類污水中含有各類有毒有害化學物質。目前，對此類污水處理技術的應用仍是一大難點問題，存在污水處理效率低、成本高、適應性較差等問題。為了提升煤化工廠污水的處理效率，需要針對實際情況更新環保對策，減少對水環境的破壞，并對污水處理的難點予以解決。

1 案例分析

1.1 案例分析

某煤化工廠緊鄰該區域的鐵路以及高速公路，廠區內可生產6萬t/a煤焦油和2.5萬t/a碳黑，在運行過程中產生了大量污水，經檢測污水中污染物主要有COD、油類物質、硫化物、揮發酚、氰化物等，由于煤化工廠產生的污水對環境影響較大，因此該行業對污水廢水的處理提出了相應的環保要求，必須保障污水處理后的水質達到國家或地方規定的標準，并對部分污水處理后得到的中性水進行循環利用。該工廠新建一座處理規模為250 m3/h的污水處理廠，污水經處理達到《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)標準后就近排入河流，大大減輕了對周邊水環境的污染，同時該企業在實行污水治理后，各項指標均能達到當地環保驗收標準。

1.2 污水特性分析

污水中常見的有毒有害物質較多，以上述煤化工廠為例，污水中主要污染因子包括有氨氮、COD等，其中COD值在4 000 mg/L～6 000 mg/L，氨氮濃度為200 mg/L左右。根據現階段煤化工業的產業發展鏈條，其產生的污水類型有焦化污水、煤液化污水、煤氣化污水等。不同類型的污水具有差異化的水質特征，具體如表1所示。焦化污水中剩余氨水的污染量較大，也是氨氮等污染物的主要來源；煤氣化污水是在造氣爐出口位置經過循環水冷卻噴淋系統來降低煤氣溫度，并將其能夠溶于水的有機雜質、水蒸氣和焦油等進行冷凝，從而產生煤制氣污水；煤液化污水一般包含有高濃度廢水和低濃度廢水，主要成分為含硫、含酚污水以及低濃度含油廢水和生活污水等[1]。

表1 污水水質特性分析

2 煤化工廠污水處理措施

2.1 污水處理工藝

針對煤化工廠污水特性，污水一般采用“預處理+生化處理+深度處理”工藝。廠區污水經管網收集后進入污水處理站，先對其進行除油預處理，去除廢水中油類物質，為下段生化處理創造條件。生化處理主要是通過微生物的新陳代謝作用將廢水中的有機物轉化為二氧化碳、水、能量以及微生物自身的生命物質。深度處理采用膜濃縮工藝，通過過濾、反滲透進一步去除廢水中懸浮物、有機物、余氯等雜質，污水實現達標排放或回用。

1)焦化污水處理措施。由于焦化污水是一種高濃度有機有毒廢水，具有難以降解的特點，因此在該煤化工廠中，主要采用物化和生化處理工藝。即是采用厭氧-水解酸化-好氧處理措施、鐵碳微電解催化氧化處理方法，針對高濃度有機廢水進行有效的電化學處理，通過電池陰陽極的放電對有機物進行降解。

2)煤氣化污水處理措施。對于除氨工藝可選擇先進的單塔加壓汽提側線脫氨法，能夠針對煤氣化污水等同時脫除酸性氣和游離氨以及固定氨等，促使污水凈化后能夠達到相關標準。同時可利用厭氧生化工藝，能夠去除污水中含有的難降解有機物，通過厭氧處理，利用微生物將污染物分解為小分子有機物，能夠有效實現降解去除。當前主要是用兩級兩相厭氧工藝，用于處理煤氣化污水。

3)煤液化污水處理措施。通過在混凝沉淀池中就加入沉淀劑，促使污水中含有的膠體或者懸浮物能夠實現聚沉，有效降低污水的色度和渾濁度，不過需要嚴格控制污水的PH值，不能過高或過低。另外可以采用高級氧化法，即是利用強強化性能的自由基，促使大分子有機物得到分解，形成毒性相對較小的小分子，不僅具有較好的降解處理效果，而且成本較低。

2.2 污水處理效果[3]

通過在煤化工廠污水處理中，對焦化污水進行處理時，可有效降低COD濃度，對COD和氨氮的去除率分別為99.2%以及98.25%，具有較好的應用效果。在處理煤氣化污水時，利用單塔加壓汽提側線脫氨法具有不易結垢、凈化后的煤氣化污水能夠達到后續生化處理的標準，可有效脫除酸性氣體以及游離氨等，獲得高濃度氨氣；在對煤液化污水處理措施中，利用混凝沉淀法+高級氧化法的效果是對COD的去除率能夠達到90%～92.5%，將其濃度降低至600mg/L以下。總體來說對煤化工污水的處理具有良好效果。

2.3 污水處理難點

在該煤化工廠污水處理過程中，雖然取得較好的效果，但同時也存在一些難點問題。比較常見的則是部分工藝的實施對生態環境會造成一定影響，尤其是對周邊生物的生存環境產生干擾，急需采取有效的環境管理方法，降低影響程度。而且對煤化工污水進行處理的工作量大，耗費人工較多，而且還會出現資源浪費和成本高等難點。為保障煤化工污水處理的高效性、貫徹節能減排的時代要求，相關人員應當采取有效的環境管理辦法，充分保障煤化工污水處理效果進一步得到提升。

3 煤化工廠環境管理辦法

3.1 結合實際構建“以廢治廢”平臺

上述化工廠在污水處理中將環保放在首要位置，結合實際情況構建“以廢治廢”平臺，首先在測量前獲取相關數據。循環水池和消防水池及原污水處理站內滯留水量，如表2所示。

表2 循環水池和消防水池及原污水處理站內滯留水量

該化工廠為了更好地開展化工廠污水處理工作，建立了“以廢治廢”的平臺，水質按照《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB 16171-2012)標準執行，使化工廠之間可以通過這一平臺實現信息互通交流，提高污水處理的有效性。經處理后，出水水質指標中COD質量濃度在5 mg/L～9 mg/L、氨氮在0 mg/L～1 mg/L、揮發酚在0.001 mg/L左右、氰化物濃度在0.1 mg/L～0.3 mg/L之間、硫化物濃度為0.001 mg/L～0.002 mg/L。同時，該化工廠針對氰化物這一常見物質，要求面積為6 697.9 m2的循環水池檢測時水中的CN-含量<0.1 mg/L，避免在排放過程中導致魚群死亡，以此平衡地區的生態環境，同時將化工廠內部污水治理工作細節上傳到平臺上，使其他化工廠可以參考借鑒處理方式，盡快將化工廠的一些副產品應用到污水處理中，改善化工廠原來的生化性能，發揮“以廢治廢”的根本作用。

3.2 高度重視清潔生產

在化工廠的生產過程中，清潔生產尤為重要，其不僅可以減少污水排放，且能夠減少污水處理的工作量，為了盡快的實現目標，需要將清潔生產切實應用到實際生產過程中。例如，上述煤化工廠實際生產過程中，將一些可以利用的資源進行回收，將廢酸應用到鐵的微電解過程中，或將副產品小分子有機物應用到污水處理中，使得污水在處理后可以再一次應用于實際生產，改善污水處理的溫度以及環境，不斷地提高生化降解的速率[4]。

3.3 嚴格控制二氧化氯溶液濃度

煤化工廠的廢水含酚，在排放之前必須加以處理。在實際中可以應用二氧化氯溶液進行廢水沉淀，將COD濃度降低至30 mg/L，在此過程中需要控制二氧化氯溶液的濃度，具體為10 mg/L～15 mg/L，在二氧化氯溶液反應40 min之后，將化工污水中含有的酚物質基本去除，部分的酚類物質均被氧化，如存在未氧化的酚，可以繼續提高二氧化氯溶液的濃度，以此將污水處理后排放，避免對生態環境造成污染。

3.4 實現污水循環利用

化工污水在處理后也能夠實現循環利用，如該工程將處理后的污水應用到化工生產的其他方面中，并作為循環冷卻系統的補充水，或將其作為脫鹽水以及軟化水。基于此，相關的化工廠必須強化污水回收利用的程度，注重對污水回收可利用技術的改進、創新和研發，將處理合格的工業污水變為可用水，提高化工廠的污水利用質量。

3.5 綜合應用多種污水處理技術

當前我國加大了對污水處理新技術的研發，并建立技術交流及推廣平臺，針對企業中先進的污水處理設備降低引進成本，提高化工廠積極進行污水處理的主動性，為未來環保工作奠定基礎。同時，在污水處理技術綜合應用的過程中，要求將環保貫徹始終，以此實行全面的環保管理，從源頭上降低工業污水中污染物含量，如針對清潔化生產，從可持續發展的角度開展污水控制與管理，選擇節能減排的原材料、工藝，提倡發展企業循環經濟，及時更新處理設備和相關技術，發揮現代化污水處理技術的作用。

4 結論

當前化工廠污水處理技術問題已經成為限制其生產發展的主要因素，因此需要將各類污水處理技術靈活應用，盡可能降低污水處理的成本，采取有效的環境管理辦法，保證處理工作能夠順利開展。