典型煤化工废水及其水质分析方法研究

郭静楠

(忻州市环境监测站，山西 忻州 034000)

引 言

煤化工是关系我国经济命脉及能源安全的基础产业，但其具有高能耗、高水耗以及高污染等危害生态环境的特点，尤其是煤化工行业废水水量大，污染物组成复杂、浓度高、毒性大，可生化性差，是典型的难降解废水之一[1]，因此，研究煤化工废水中污染物的去除特点及废水的毒性削减特点，是当下煤化工行业为了持续稳定发展急需解决的问题。然而，要实现煤化工废水的高效处理，探讨水质指标分析方法，明确废水中污染物的组成和含量至关重要。

1 煤化工及其产业链

煤化工是通过某些工艺将煤转化为化学品、能源产品的工业。目前，煤化工可分为传统煤化工和新型煤化工两大类，如传统的煤焦化，煤气化制甲醇、氨、尿素等，新型的煤制天然气、油、烯烃、乙二醇等[2]。

煤化工主要包括煤的气化、直接液化、炼焦、低温干馏及其他加工五大方面，每个方面产品不同，采用的生产技术也不同。具体煤化工产业链如第200页图1所示。

2 煤化工废水来源及特点

虽然大量煤化工废水的产生与排放引起了舆论关注。但由于煤化工项目产品及采用的生产技术不同，废水来源与特点也不同。煤化工废水来源主要有工艺废水、含盐废水及非经常性废水。具体包含类别及特点如表1所示。

3 典型煤化工废水水质分析方法

3.1 样品采集

(1) 焦化废水采集。废水取自剩余废水、焦油精制废水、煤气水封水、轴封冷却水，以及主生化废水处理工程中的调节池、缺氧池、二沉池等。样品采集后冷藏保存，尽快进行相关指标分析。

(2) 水煤浆气化废水。水煤浆气化废水采自气化炉底部产生的气化灰水，以及主生化废水处理工程中的调节池、缺氧池、好氧池等[3]。样品采集后冷藏保存，尽快进行相关指标分析。

(3) 碎煤加压气化废水。废水主要为气化炉产生煤气经过煤气水分离产生的废水，水样取自该废水处理工程中的各个处理池，样品采集后冷藏保存，尽快进行相关指标分析[4]。

图1 煤化工产业链

3.2 水质分析实验材料和仪器

1) 实验试剂。分析纯：浓硫酸，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，重铬酸钾，硫酸银，氢氧化钠，氯化铵，氯化钠，无水硫酸钠，溴化钾，尿素，二水氯化钙，七水硫酸镁，4-氨基安替比林；色谱纯：二氯甲烷；其他：福林试剂，蛋白胨，牛肉膏，3,5-二氯苯酚(99%)等。

2) 实验仪器。紫外可见分光光度计，UV-1000/2000；TOC测定仪，TOC-VCPH；数控超声清洗器，KQ300-DE；电热恒温鼓风干燥箱，DHG-9070A；分析天平，MetelerAE163；超纯水制备系统，Milli-Q；pH计，EL20K；水浴振荡器，HZQ-C；高速台式冷冻离心机，TGL-20M；气相色谱质谱联用仪，Tracel300-ISQ；溶解氧测定仪，S479；傅里叶转换红外光谱仪，Spectrum GX；旋转蒸发仪，RE-52AA。

3.3 水质分析方法

典型煤化工废水水质分析主要包括四大类，分别为普通水质指标分析、溶解性有机物分析、有机物全分析、多环芳烃定量分析，其主要水质指标及测定方法具体如表2所示。

3.4 毒性分析方法

1) 活性污泥抑制法。污泥使用前，以3,5-二氯苯酚对活性污泥作用30 min，计算EC50(能引起50%最大效应的浓度)，看是否符合污泥敏感性要求(2 mg/L～25 mg/L)。

表2 典型煤化工废水四大类水质指标及分析方法

2) 发光细菌抑制法。可采用Q67青海弧菌发光菌，对应的复苏液为硝酸钠溶液。毒性单位TU的计算方法为：TU=1/EC50，发光细菌EC50的计算参照文献[5]中的计算方法。

4 结语

随着煤化工行业的发展由快趋稳，其存在的问题不断暴露，尤其是大量煤化工废水的产生与排放危害到区域居民健康，已引起了全球环保爱好者及人类的广泛关注。通过大量的研究与试验，目前国内外已出现了较多的煤化工废水处理方法，但是典型煤化工废水水质分析作为实现煤化工废水高效处理的重要基础，仍需要进一步探索更为简便、快捷、准确的水质分析方法，以更好地为煤化工废水处理服务。