煤化工废水处理技术进展及发展方向

夏远萍

辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司

煤化工废水处理技术进展及发展方向

夏远萍

辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司

煤化工是以煤为原料经过化学加工，实现煤的转化并进行综合利用的工业，煤化工企业产生的废水水质复杂，难降解有机物浓度高而且毒性大。水污染问题是制约煤化工企业发展的主要问题之一。本文针对煤化工企业产生的废水的来源、特点进行了介绍，并重点分析讨论了煤化工废水的预处理及深度处理技术，希望对煤化工废水处理技术的发展具有一定的借鉴和参考价值。

煤化工；废水处理技术；对策

随着化学工业的发展，化工产品多种多样，成分复杂，给我们带来了巨大的经济利益，同时也造成了严重的环境污染。近年来我国化工行业的工业废水处理和利用工作取得了较大进展，但废水排放达标率仍不高，且目前国内的趋势化工废水零排放的政策下，零排放工作也在逐步开展。据统计，我国工业废水处理率为78.9%，达标率仅为54.4%。因此，研究分析水处理的现状并开发出高效且实用的化工废水处理技术并回用具有重要的现实意义。

1 煤化工废水的特征

煤化工企业在进行生产过程中会有许多的芳香烃、氨氮、氰、酚类及类烷烃类等有毒物质产生。煤化工废水的处理问题不仅极大地制约着我国发展煤化工企业，其也严重地影响着国内外煤化工企业的发展。按照含盐量的多少，可将通常典型的煤化工产业产生的废水分为如下两类：第一种是含盐废水，其大部分来自于煤化工的生产过程，譬如，循环水系统的废水、洗涤煤气的废水、除盐水系统的废水以及生产回用系统的排水等，含有较高的盐量是其最大的特征；第二种就是有机废水，其大部分来自于生活排放的污水与煤气化的工艺中，其含有较多的COD，而含盐量却不多。煤化工的有机废水中的有害成分会因煤气化工艺的不同而各不相同。根据相关研究表明，产自高温气化工艺的废水，其有害成分相对比较简单，COD的含量也不多，通常大概只有0.5g/L。而产自中温气化工艺的废水，其有害成分相对就没那么简单了，其含有较多难降解的焦油与酚等有害物质，而采用一般的生化工艺对其进行处理达不到很好的效果，即使经过预处理，其废水中COD的含量仍大于1g/L。

2 煤化工废水处理技术

2.1 臭氧氧化技术

臭氧是一种强化剂，其氧化过程有两种途径，一种是直接通过分子臭氧氧化，另一种是间接的通过臭氧分解并生成羟基自由基来进行氧化。臭氧氧化技术可以降低煤化工废水中的COD，同时还能够降低水中的色度和浊度，同时在该过程中不产生二次污染。有研究表明，在内循环的反应器中，利用臭氧对煤化工废水进行深度处理，COD的去除率可到40%～50%，其中对酚类和杂环类有机物效果最好。随着对臭氧氧化技术的深入研究发现，臭氧在单独使用过程中，有机物和臭氧反应后通常会生成醛和羧酸，而这两种物质不能再和臭氧继续反应，进而限制了臭氧的矿化作用，降低了臭氧的处理效果。因此，研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用，有研究者采用UV与臭氧联用来进行废水的处理，结果表明臭氧的氧化能力比单独使用时提高了10倍以上，极大地改善了臭氧的氧化能力。

2.2 光催化氧化技术

光催化氧化技术是利用半导体材料，在紫外光照射下将吸附于材料表面的氧化剂进行激发，进而产生具有强化性能的羟基自由基，然后利用羟基自由基对有机物进行氧化分解。TiO2是应用最多的光催化剂，有研究者利用光催化技术处理模拟的苯酚废水，结果表明，TiO2的投加量为2g/L、pH值为3，光照2.5h的条件下，苯酚的去除效果最佳，可达到96%。TiO2光催化技术对难降解有机物的处理效果十分显著，但是现阶段还未能应用于煤化工废水的处理中，原因在于该催化剂不能充分的利用太阳能，反应器设计难以符合实际的应用。

2.3 生物流化床技术

采用移动生物床反应器(MBBR)工艺对于煤气化废水进行深度处理试验，试验原水为经过活性污泥工艺处理后的煤气化生产废水。研究了MBBR水力停留时间(HRT)的变化对于COD和氨氮去除效果的影响。结果表明，HRT对于反应器中氨氮的去除效果影响显著。HRT在24h时出水氨氮的质量浓度可以维持在15mg/L以下，而12h时氨氮去除效果显著下降。同时，温度对处理效果也有一定的影响，研究表明，反应器温度下降导致反应器出水氨氮异常升高，HRT增加至48h可以恢复MBBR对于氨氮的去除效果，并且出水氨氮浓度可稳定在10mg/L以下。

2.4 PACT法

PACT法是在生化进水中投加粉末活性炭(PAC)，利用粉末活性炭吸附溶解氧和有机物，在曝气池中进行微生物分解的污水处理工艺。由于巨大的比表面积和很强的吸附能力，活性炭可以吸附废水中大量的污染物和有毒物质，将污染物的水力停留转化为固体停留以延长生化反应时间，同时避免有毒物质对微生物的毒害，保证了废水处理的稳定，工艺中的活性炭可循环利用。PACT法活性炭吸附处理COD的动态吸附容量为100%～350%，处理难生物降解污染物的效果比较好。将PACT法运用到生物短程脱氮工艺中，将系统总氮脱除效率由43.8%～49.6%提高到了68.8%～75.8%。采用PACT法处理煤制油低浓度含油废水，试验数据显示，PACT对COD、SS(固体悬浮物)、NH3－N、油的平均去除率分别为75%、62%、59%、78%，出水水质达到了污水综合排放的一级标准。

虽然在废水的每个处理环节都有科学、先进的工艺，然而单凭一种工艺却难以实现最好的处理效果。譬如，单凭生物氧化工艺，会有难以降解的污染物存在于出水中，另外还会有较高含量的COD，这根本无法达到排放要求，尽管吸附法能够使COD得以有效地去除，但却容易导致二次污染与吸附剂再生等问题的出现。所以，在处理具体的废水过程中，我们应当灵活应用各种工艺，这是将来处理煤化工废水的一个新的发展趋势。

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[2]孙贵军.煤化工废水的来源及处理方案[J].资源节约与环保，2013，18(6)：119.

[3]章莉娟，冯建中，杨楚芬，等.煤气化废水萃取脱酚工艺研究[J].环境化学2006，25(4)：488-490.