新形势下煤化工污水处理技术研究

荣立明

【摘  要】我国属于多煤少油国家，在国民经济快速发展的背景下，各行业领域对于能源的需求量持续提升，煤化工行业的发展面临着非常可观的形势。由于煤化工的一大特点是耗水量大，所以维持煤化工的生产过程必然会产生大量的污水。而我国的煤炭资源和水资源却呈逆向分布，在煤炭资源丰富的地区，水资源往往十分匮乏。因此，工艺合理，经济可行，使经过处理的污水能够循环利用的废水处理方案会给高耗水的煤化工企业带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

【关键词】煤化工;废水;处理技术;解决方案

新型煤化工产业经过十年的快速发展，技术逐步走向成熟，但在一定程度上仍然存在高煤耗、高水耗、高碳排放、高废水排放的“四高”问题，综合我国煤炭资源的分布情况和新型煤化工的建设地点，“四高”中最为突出的问题就是高水耗和高废水排放。目前，社会对煤化工产业的争议较大，但因其作为国家能源结构中的重要组成部分，并不能随意取缔，而应结合煤化工的特点，寻求解决方案，以突破新型煤化工发展的瓶颈——水的制约。因此，从煤化工整个工艺系统出发，去寻求煤化工水资源综合利用新途径，对于新型煤化工未来稳定发展意义重大。

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，融解鹽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 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，有机物、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。

4.2 生化处理

（1）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，提高系統的处理能力，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。

（2）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

由于我国是贫油、少气、多煤的能源结构，决定了现阶段煤仍然是主要的能源[5]。煤化工业可从煤中提取多种产品，这大大提高了煤的综合利用价值，而相关污水工艺技术的使用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。因此，煤化工企业应结合自身特点，合理选择水处理工艺，最大限度地减少污水外排，使该产业与生态环境实现共赢。

参考文献：

[1] 关于提高煤化工污水生化系统处理效率的探讨[J].神华科技.2012[4].

[2] 煤化工污水处理的工艺选择[J].工业技术.2011[6].

[3] 氯碱氧化/混凝气浮/HBF-N联合工艺处理煤化工综合废水[J].广东化工.2010[6].

[4] 浅析煤化工企业污水排放治理[J].商品与质量科学论坛.2010[2].

[5] 煤化工企业污水的深度处理[J].科技论坛.2011[21].

（作者单位：唐山中润煤化工有限公司）