煤化工污水特性和处理技术研究

崔林

北京石油化工工程有限公司 北京 100107

对社会发展来看，煤化工产业在给经济发展提供强劲动力的同时也给环境带来了严重的污染。随着人们对生态环境和可持续发展的呼声越来越高，煤化工行业的发展面临诸多的挑战。该行业在生产过程中会产生大量的污水，这些污水如果不加治理就排放到自然界，就会给周围环境带来严重的污染，这就与现代社会要求的经济的可持续发展不相符合。面对这种情况，我们要采用经济有效的工艺对煤化工污水进行处理，并不断的研发更先进的煤化工污水处理技术，才能实现生态环境的可持续发展。

1 煤化工废水的基本概况

1.1 煤化工废水的来源及分类

顾名思义，煤化工企业自然需要用到大量的煤炭，在对煤炭进行进一步的加工处理的过程中会产生大量的污水，煤化工污水含有成分复杂的高污染物质。如果将这些污水任意地排到自然环境中，就会造成不可估量的后果，等到污染严重时再对环境加以治理就会花费巨额资金，这就是为什么要重视煤化工污水治理的原因[1]。煤化工产业中的污水主要包括有煤气化废水、煤液化废水以及煤焦化废水。它们的共同特点在于这些废水中都含有成分复杂的污染物，而且这些污染物比较难以降解，对环境都有极大的危害，因此想要把这些污水治理达标是比较困难的。

1.2 煤化工废水的主要特点

煤化工产业生产过程中产生的污水一般具有以下几个特点，色度与浊度比较高、污染物成分复杂以及难降解。如果将这些不经过处理的污水直接排放到自然界中，就会对周围的环境产生无法估量的危害。就其特点来看，首先，煤化工产业在生产的过程中，需要把许多物质进行混合，并且会发生许多化学反应，在一系列的操作之后，废水中自然会含有许多高色度与高浊度的污染物质，比如色基团和助色基团物质。其次，废水中也存在大量的高浓度煤气洗涤污水，这类污水中存在大量的有毒有害物质，如酚、氰、油、氨氮等。废水中还存在大量的难以降解的有机物，如的酚类、多环芳香族化学物及氮、硫的杂环化合物等，这些有机物的存在使得常规的办法对该类废水的处理效果并不理想。最后，煤化工污水比较难降解是因为其污水中含有联苯、喹啉等物质。

事实证明，相较于石油、天然气等其他相关产业，煤化工产业在生产过程中会产生更多的污染物质。近年来，随着相关技术的不断进步，煤化工产业找到了新的发展方向，但是，就其污水治理的问题还是没有得到有效的解决。现代煤化工产业中还是会产生大量的高浓度的污水，这些污水中的污染物质成分依旧有上百种，比如，硫化物等[2]。将污水中污染物的种类进行一个大致的分类，主要有机废水、含盐废水两种，前者来自于类似煤气化工工艺废水等方面，它含盐量相较之下不高，其主要包括有COD。后者的来源也比较广，类似循环水系统排水、除盐水系统排水等。结合煤化工的生产特点考虑可知，煤化工污水来自于生产的诸多地方，这类污水的排放面比较广。

1.3 煤化工废水的处理现状

在煤化工产业生产过程需要耗用大量的水资源，再加上煤化工产业生产环节繁多，每个环节的产物也不同，所以煤化工污水中污染物质的成分比较复杂。煤化工污水对环境严重的污染成为了制约该行业进一步发展的主要因素之一。因此，要提高对煤化工污水治理技术的重视，对煤化工污水进行高效治理，使其对环境的危害降到最低。就世界上对煤化工污水治理现状来看，主要采用的办法有蒸氨脱酚；物化预处理等。鉴于煤化工污水难降解的特点，利用生物技术对其进行处理达不到理想的效果，一些污染物处理根本达不到相关标准，由此可见，要想实现煤化工污水的零污染，相关技术还有待进一步发展。对煤化工污水进行有效治理采取的办法主要有两种，即分离处理和转化处理。

2 煤化工污水的处理技术基本概况

2.1 预处理法

由于煤化工产业生产的特点，最终会导致其污水中含有许多的油，针对这类情况，向污水中添加适量的辅助药剂可以将污水中的乳化油、溶解油去除掉，利用相关的工艺设备也可以实现同样的效果[3]。在多种办法中，气浮法得到了比较广泛的应用。不同的压力下，空气溶于水的程度也是不同的，通过适量的水增加压力，可以使空气溶于水中，然后经过减压释放装置进入气浮，溶解到一定程度的空气会以气泡的形式呈现。在这些气泡的帮助下，水中杂质颗会上升至水面，这样杂质就可以从水中分离出来。

2.2 生化处理

在进行生化处理的过程中，可以利用的工艺很多，常用的活性污泥法和生物膜法，前者包括有A/O、SBR、氧化沟、MBR等，后者有接触氧化法、曝气生物滤池（BAF）等工艺。上述不同的处理工艺都具有其与众不同的特点，在使用时不可一概而论，要在对煤化工污水进行全面分析的基础上，灵活地选择采用上述办法。另外，鉴于煤化工污水具有浓度高、难降解的特点，因此在生化工艺的选择上要综合考虑多种因素。对煤化工污水进行处理的前期，可以先利用厌氧工艺进行治理，该工艺具有能耗低、运行负荷高的优点。

2.3 深度处理法

污水经过上一步的处理之后，大部分污染物质已经去除，但是废水中还含有氨氮和有机物，这些物质的存在使得废水任然不可以直接排放，对废水进行进一步的处理就十分必要。深度处理工艺有很多，如混凝沉淀法、活性炭吸附法、曝气生物滤池（BAF）、臭氧氧化、超滤反渗透等。

废水在经过混凝沉淀法处理后，高浊度、高硬度与高色度的污水可以取得一定的治理效果。相较于其他的办法，该办法对污水处理的效果更好，操作起来也比较简易[4]。活性炭吸附法可以有效地对难降解污染物进行吸附。相较于传统的办法，该办法可以达到更好的处理效果，如一些洗涤剂等污染物也可以得到有效清除。除此之外，除了吸附那些难降解的物质，采用活性炭吸附法还可以对污染物质进行有效的脱色、脱臭处理，活性炭吸附法将活性炭的作用进行了充分的利用，实现了对煤化工污水的有效治理。

曝气生物滤池（BAF）可以将废水中氮和磷有效地去除掉，该工艺把生物氧化与过滤综合起来进行运用。该类废水处理工艺可以在许多的污水处理阶段使用。该工艺还可以对废水中的污染物进行降解和过滤，最终使得废水处理效果更好，SS很低，在经过该工艺处理之后，可以不再进行二次沉淀池，这样就会减少占地和资金的耗费。除此之外，该工艺可以对氧进行高效的传输与利用，单位处理量需要曝气量小。在实际应用过程中，BAF工艺一般不会单独使用，它往往会和高级氧化工艺综合起来进行运用。利用臭氧可以将难降解的物质进行开环裂解，从而对废水中这部分难降解的有机物质进行更好地处理。此外。利用该技术还不会造成二次污染，反应条件适中等诸多优势，该技术在该类污水的处理过程中很受青睐。超滤是利用一种压力活性膜，除去水中的胶体，颗粒和相对他子质量高的物质。反渗透一样，受压溶液是在压力下通过膜，膜的设计可使一定大小的分子被除去。将超滤和反渗透的结合起来使用，可以将两种工艺的优势全部发挥出来，可以实现水资源的重复利用。前一个装置可以对反渗透膜进行有效的保护。利用该工艺可以有效地去除水中的物质，如可溶性盐分、胶体等。这总组合型工艺的出水是可以继续利用的，只要对出水进行进一步的处理就可以用作锅炉水。

3 煤化工污水的处理技术的补充

3.1 汽提-蒸氨法

就对煤化工污水治理的现状来看，在对废水做时较多采用的办法是溶剂萃取法。使用该方法的优点在于实际进行起来比较容易，效果比较好的同时成本并不算高昂。氨氮会对微生物的生长产生一定的影响，最终会影响对污水进行生化处理的治理效果。现下，比较常使用的办法是汽提-蒸氨法，该方法利用的原理是碱性的废水在和水蒸气相互碰触后，废水中处于游离状态的氨就会被分离开来，从而取得良好的治理效果。而针对于煤化工废水中存在的大量的油，则主要采取浮法和隔油法进行治理。

3.2 厌氧/好氧技术

二级处理方法是利用厌氧/好氧技术进行的，利用活性污泥可以取得好的治理效果。在厌氧、好氧阶段下，废水会发生不同的反应，前者会使得其可生化性增强，后者则会使其发生硝化反应，在这种情况下，氨氮就可以变化为硝酸盐。这种方法对污水的处理效果虽然不能让人十分满意，但是胜在其操作起来比较容易，又比较经济[5]。另一种方法是PACT法，该方法充分利用了活性炭的特点，有效地清除废水中一些污染物质，此外，还促进生化反应，从而使得煤化工废中的氧和有机物更好地进行降解。借用该方法，可以对废水中的氮和有机物进行有效地处理。最后一个办法是MBBR法，该办法将流化床和生物接触氧化法进行了有机结合。为了使得生物膜与废水可以最大程度地进行接触，它将悬浮填料利用了起来，最后在对煤化工废水脱氮除磷的方面有良好的效果。在对煤化工污水进行处理的过程中，它用采用了上流式厌氧污泥床技术。从本质上来说，她是将是废水中的大分子变为了小分子，从而实现了可以对煤化工废水杂环化合物及酚类物质进行清除的目的。

3.3 煤制油污水处理法

煤制油是一种通过一系列化学反应而最后生成的化工产品，在此工程中，不仅要消耗掉大量的煤炭，还会用到大量的水资源。有数据表明，每生产一吨该产品就会消耗掉数十吨的水资源。在煤制油生产过程中产生的污水通常难以进行生化性处理，该类污水的乳化度与色度都比较高，除此以外，像其它煤化工污水一样，它也含有大量的污染物质和有机物，这些都是造成煤制油污水难以进行有效处理的原因。一般情况下，对该类污水进行处理的办法主要有两种，即物化与生化。前者主要是利用了活性炭可以将污水中的污染物质进行吸附的特点。后者的主要优势在于其比较经济，在实际的污水处理中得到了大量的运用。鉴于该类污水的特性，污水中含有大量的有毒物质和有机物，因此，单单想利用前一种办法就彻底去除污水中的污染物质是几乎无法实现的。在实际的操作过程中，人们会利用活性炭吸附法对该类污水进行初步处理，然后在采用生化法对其进行进一步的处理，从而最后达到有效去除污水中的污染物质的目的。在将生化法与物化法相结合起来对污水进行处理的过程中，产生的最主要的问题在于过程比较耗时，而且污水处理成本会上升。综上，该方面面临的主要问题是，如何在保证污水处理效果的基础上进一步缩短该过程和减少处理成本。

4 结语

煤化工业的发展在给社会经济的发展提供强劲动力的同时也带来了严重的污染，尤其是污水污染。如果不解决这个问题，煤化工业很难得到进一步的发展。由于煤化工污水中含有的污染物质成分复杂，而且又很难降解，这就为煤化工污水的处理工作带来了巨大的困难。就目前该方面的发展情况来看，只要前面的装置正常工作的状态下，经过治理的煤化工污水对环境的影响就几乎为零相关行业和领域要重视对污水处理技术的研究，要不断地探索研究新的技术和工艺，最终实现煤化工污水无污染排放的目标。