新形势下煤化工污水处理技术研究

张长力

摘 要：我国是多煤少油的国家，随着国民经济的发展，对能源的需求越来越大，因此煤化工在储煤丰富的地区得到了很大的发展。但煤化工行业耗水量大、废水排量大，需要大量的水资源来保障。根据我国煤化工的分布来看，煤化工企业大部分分布在水资源贫乏地区。这就要求煤化工在用水和废水处理方面投入很大的力度，以达到节约水资源和环境保护的目标，实现煤化工废水的“零排放”。

关键词：新形势；煤化工；污水处理；技术研究

1 煤化工废水的来源

煤化工废水主要来源于煤焦化和煤气化过程。

1.1焦化过程产生的废水

焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程中产生的高浓度有机废水。焦化废水排放量大，成分复杂。主要来源于剩余氨水、粗苯分离水、终冷富余水、焦油水四部分。焦化废水含有多种无机和有机化合物。其中无机化合物主要是大量的铵盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机化工废水。

1.2 煤气化产生的废水

在煤气化过程中会产生污染物浓度极高的废水，其中含杂环化合物、多环芳烃、酚、硫化物、氰化物和焦油等。因原煤种类、成分、气化工艺及操作等不同，废水水质也不尽相同。下表列出不同工艺废水的情况。

2 新形势下，煤化工污水污染物分类及危害性

2.1油脂

煤化工废水中，冷凝水、洗涤水及化验室排水等系统是油脂主要来源。一方面，因油脂具有一定的黏性，极易粘贴于管道内部，引起管道堵塞，使管子与管件遭到腐蚀。另一方面，因油脂是一种降解难度大的物质，在后续水处理装置中，生化反应有很大的影响，以此有效降低了废水中COD与BOD清除率。另外，因油脂密度没有水大，因此一般会漂浮于废水层上面，会带来难闻的臭味，对过滤器与滤膜造成阻塞，在煤化工废水处理中，直接影响到装置的稳定与长期运行。

2.2 硫化物

煤化工污水中，硫化物来源于二次加工装置中塔顶油水分离器、富气水洗及液态烃水洗等装置，因硫化物能够抑制细菌生长，所以煤化工废水存在硫化物时，就会毒害生化池微生物，细菌生长得到抑制，煤化工废水除碳与除氮效率明显降低。

2.3 有机物

煤化工污水中，有机物危害体现为：一方面氨氮元素，大量涌入水体后，使得水体出现富营养化，水体溶解氧被大量消耗，破坏了水体生态环境，对水体鱼类生物生长带来了很大的影响。；另一方面，有机物毒性，毒性大但分解难度大，进入水体后会直接影响到生态环境。一般，因这些酚类物质能够致癌，其会通过水体或鱼类等生物，直接或间接进入人体，对人体健康造成威胁。

2.4 溶解盐

煤化工污水中，融解盐主要来源于气化废水、循环站排污水及电脱盐装置排水等。通常，煤化污水中，含盐总量达到500-5000mg/L。因融解盐对污水处理装置微生物脱氢酶活性与新陈代谢具有一定的抑制作用，降低了有机物处理效果，出水水质难以符合要求。另外，如果废水硬度太大，就会使后期预处理设施投资提高，影响到反渗透膜，所以，应降低废水硬度，为水处理装置稳定运行奠定良好的基础。

3 新形势下，煤化工污水处理工艺分析

3.1 预处理技术

该处理技术，旨在解决生化处理无法处理却有污染性的物质。德士谷污水预处理工艺，针对悬浮物、二氧化硅及硬度等选用化学软化与沉淀相组合的工艺，壳牌工艺污水预处理技术是有效处理氰化物，预处理工艺以破氰工艺为主。鲁奇工艺污水处理项目，其目标以油类与悬浮物为主，处理工艺为浮动收油+隔油+汽浮相结合的工艺。美化污水中，苯酚是一种有害物质，但如果提取物有很高的商业价值，相较之销售商品，酚提取价格更高，污水处理设备运行获得一定的经济补偿。现阶段，通常汽提氨法是有效清理煤气化污水氨物质，比如氨与氰化物，一般工艺过程是通过大量蒸汽与煤化污水接触，确保其能够有效沉淀污水中包含的游离氨，进入吸收塔，氨被磷酸溶液吸收后，再为汽提塔中注入富氨溶液，实现磷酸溶液的再回收利用，实现氨处理目标。

3.2 A/O生化处理技术

（1）好氧处理法。其是指在有氧地方促使好氧微生物实现新陈代谢，将污染物转换为无污染技术，该处理技术主要分为CASS活性污泥系统与MBR膜生物反应器。循环活性污泥技术的发展，是厌氧与好氧相互退订的过程，有很好的处理效果。活性污泥循环与膜生物反应器技术相同，但膜反应器膜生物反应器保持关闭状态，水质标准更加稳定，但活性污泥循环技术有更好的效果。（2）厌氧处理方法，其是在煤化工污水处理中，常用讲解难度较大的喹啉、吲哚及吡啶等有机材料处理方法。长期以来，厌氧处理在城镇有机污水与城市污泥等高浓度有机污水处理中，得到了广泛应用。

3.3 深度处理技术

（1）物理吸附。一般废水处理后，效果不明显且污染率比较高，污水难以达到相应的排放标准，通常采用活性炭降低废水COD浓度。活性炭吸附是靠生化办法降低难以降解的有机废污水或可溶性有机物，以全氧化污水处理为主要对象，包含木质素、氯及硝基代替芳香族与杂环等化合物，比如洗涤剂与合成燃料等。活性炭吸附时，不但能吸收这些降解难度大的有机物，降低COD含量，促使废水脱色，消除臭味。所以，在污水处理中，吸附法应用日益广泛。（2）混凝沉淀法。这是一种重要的水处理手段，其以净化水为目标，保持水纯净，去除包含的各种高分子材料，有機物、重毒金属及放射性物质，磷等可溶性富营养化无机物，污泥脱水性能得到提升，其所需设备简单，便于操作，有更好地处理效果。但其缺点是有很高的运营成本，且含有大量沉淀物。（3）超滤机反渗透公益，其除盐效果更好，该方法通过反渗透膜、水溶剂、捕集剂与物质进行分离，影响过滤材料获得相应的过滤效果。操作方便且成本低，应用范围广，绿色无污染优势，可分批次使用，对经济发展有很大推动作用。

4 煤化工废水的生化处理方法

4.1 预处理

对煤气化生产废水中的氰化物可采用碱性氯化法处理，分两级反应：一级反应是先将氰 氧化局部氧化为氰酸盐。反应如下：CN-+ClO-+H2OCNCl+2OH- CNCl+2OH-CNO-+Cl-+H2O 二级反应是将氰酸盐进一步氧化为二氧化碳和氮。反应如下：2CNO-+3OCl-+H2O2CO2+N2+3Cl-+2OH-

4.2 生化处理

（1）HBF 工艺

HBF 工艺是综合活性污泥法与生物膜法的优势，进行COD、氨氮的降解与转化，其实质是 连续的前置反硝化+连续好氧硝化+后置反硝化后接两座交替运行的序批反应沉淀池。因此具 法的生物脱氮功能和序批反应、分离（SBR）一体化特性。由于在好氧池及序批沉淀池內增加固定式酶浮填料，该方法为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水 力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化过程保持高效反应状态，有效地提 高生化反应传质条件及分离效果，促进了生物降解效率的提升[3]。

（2）PACT 法

PACT 法是一种向活性污泥系统中投加粉末活性炭，形成复合式生物反应器的新型水处理 工艺。其工艺特点是PAC 颗粒包裹在活性污泥絮体中，通过活性炭吸附和生物降解的有机结合，强化活性污泥絮体的净化功能，提高系统的处理能力，利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸 附作用，为微生物的生长提供食物，从而加速对有机物的氧化分解能力。既提高了污泥的吸 附能力，也提高了COD 的降解去除率。此外，PACT 法能处理生物难以降解的有毒有害的有机 污染物质。

（3）BAF 工艺

曝气生物滤池是一种新型的高负荷浸没式固定生物膜反应池，它结合了活性污泥法和生 物膜法各自的优点，并将生化反应和物理过滤（即生物降解去除BOD 和固液分离去除SS）两种 处理过程合并在同一个反应池中完成。因此，该工艺容积负荷可以很高，出水水质好，无需 另设二沉池，无污泥膨胀问题。

5 结论

随着处理工艺的发展，目前煤化工废水的处理工艺也不断改进，发展。从其原理上来看主要有物理、化学、生化三个方面，每种都有各自对应的工艺。由于煤化工废水的特点，单纯的一种方法难以处理，这就对煤化工废水的预处理要求提高。现在多采用活性炭结合其它工艺来处理煤化工废水，这是一个煤化工废水处理的关注点。

参考文献

[1]王书宇.新形势下煤化工污水处理技术分析[J].当代化工研究，2017（8）：77-78.

[2]潘亮，党小龙，张博兰.煤化工污水处理技术研究[J].城市建设理论研究：电子版，2013（18）.

[3]陈洪财.煤化工污水处理技术研究[J].城市建设理论研究：电子版，2015（16）.

（作者单位：邯钢矿业分公司）