新型煤化工废水处理技术研究进展

蒋 娜

（兖矿国宏化工有限责任公司，山东邹城 273500）

煤化工废水有很多有害物质，必须要做好对废水的处理工作，才能避免因为废水对周围环境造成影响。由于废水的特殊性，需要采用针对性的废水处理技术，才能保证处理效果。

1 煤化工废水概述

煤化工生产是以煤作为原料，经过一些列的化学反应，最后获得气体、固体、液体产品，在工业生产和日常生活中有都十分重要的地位。在生产的过程中，会使用大量的水，并且会产生一定的煤化工废水。煤加压气化的过程中，粗煤气冷凝水循环所产生的污水和煤气净化过程中的洗涤废水，废水的有害物质浓度高、污染性强、有毒，而且难以降解。污染物主要包括酚类、油、氨氮等，含有大量的生化有毒物质和抑制物质。

目前煤化工主要使用的气化工艺有三种，分别是鲁奇工艺、德士古工艺、壳牌工艺，不同工艺所产生的废水在处理难度上也有很大的区别。鲁奇工艺的气化温度比较低，并且所产生的废水成分很复杂，包括氨氮、酚等物质，所以污染程度比较高；德士古工艺使用水煤浆气化的方法，利用高温进行气化，产生的废水水质相对较清洁，有机污染程度比较低，氨氮的浓度高；壳牌工艺使用粉煤灰，配合高温进行气化生产，水质相对较洁净，有机污染程度低，氨氮和氰化物的浓度相对较高。目前，三种气化工艺的共同特点在于产生的废水中氨氮含量很高。

2 煤化工废水处理技术

煤化工废水中污染物很多，并且有很多成分复杂的高浓度有机物，只是使用传统的物理、化学方法处理一般难以满足排放的标准要求。所以，必须要针对煤化工废水的特点进行特殊的处理。

2.1 预处理技术

预处理技术主要为了达到生化处理进水的要求，包括除去油、酚以及其他对生化处理有害的化合物。

2.1.1 除油

煤化工废水中会有一定浓度的油类物质，这些物质会在菌胶表面黏附，从而造成比较严重的生化效果。对于生物处理而言，要求必须要将废水中的油含量降低到50mg/L以下，最好的是能够控制在20mg/L以下。

隔油法。煤化工废水中的油类以轻油为主，密度比水小很多，所以可以隔油法将油分离。国内一些公司使用了调节池、隔油池、水解池、缺氧池、混凝工艺进行油的分离。废水的油浓度在200mg/L以下时，经过处理之后出水的质量就可以在1mg/L以下。尤其是对鲁奇工艺所产生的废水，能够获得有效的处理，去除率可以达到97%。

气浮法。气浮法能够去除废水中的油类物质和悬浮颗粒，这种方法有很多形式，包括加压气浮、曝气气浮、真空气浮、电解气浮和生物气浮等。根据研究，使用这种方法能够高效去除进水中的氨氮、SS和油类物质，使用该方法能够对油类获得良好的处理效果，保证废水在进入生物处理单元之前得到优化。但是使用该方法也有对CODCr去除效果较差的问题，所以使用气浮法的时候也应与其他方法混用，保证预处理效果。

2.1.2 脱酚

脱酚的工艺一般使用溶剂萃取的工艺，使用隔油-气浮-脱酚-蒸氨的工艺时，脱酚的回收率能够达到90%以上。而且，使用该方法也能够降低CODCr的浓度，去除率约为85%。溶剂萃取的工艺有操作简单、处理效果稳定的优势，并且能够回收挥发酚和非挥发酚，在确保工艺效果的同时，也有较高的社会效益和经济效益。使用有机溶剂萃取法进行脱酚时，关键在于对溶剂的选择。酚水萃取溶剂需要具有不易乳化、油水易分离、不易挥发的特点，并且价格便宜和易于再生。所以目前针对萃取脱酚技术的研究，主要在萃取剂的选择上。根据研究，浓度、pH、萃取比都会对废水的萃取脱酚效率造成影响，当前比较常用的萃取剂为三丁酯煤油溶液，该萃取剂除了萃取效率比较高，同时也能够循环使用，这样有利于构建起专门的萃取系统。虽然萃取法处理废水有着过程简单和可重复使用的特点，但是由于萃取过程中耗能高，而且可能在废水中有萃取剂残留，所以也需要进行后续处理工作。

2.1.3 脱氨

在煤气废水中，有很多高浓度的氨氮和高毒性的氰化物，会对微生物造成严重的抑制作用，所以在进行生化处理之前，必须去除其中的氨类。废水的脱氨工作往往都是最后一道工序，因为废水中的二氧化碳含量比较高，氨氮一般在碱性环境下以游离的形式存在，所以废水存在二氧化碳和氨氮共存的情况。如果缺少良好的处理，很容易导致二氧化碳和氨共存导致出现铵结晶的情况，容易发生设备结垢和堵塞的问题。使用蒸汽和废水接触的时候，游离的氨就会被吹脱出来。用磷酸溶液能够吸收氨，然后将富氨溶液送入汽提器，能够促进磷酸溶液的再生，然后可以继续回收氨。经过处理之后，煤气化废水中的氨氮可以去除98%左右，有非常好的处理效果。

2.2 生化处理技术

2.2.1 厌氧生物处理法

一些煤化工废水中含有喹啉、吡啶、联苯等，这些物质难以降解，而且会对环境伤害很大。使用厌氧微生物能够很好地进行有机物的降解。在对甲醇废水的研究中，使用了两级外循环厌氧反应进行处理的方法，能够去除50%的CODCr和48%的酚。目前，经过对出水系统的研究，已经为厌氧生物带来了较好的生存环境，所以厌氧处理效果比过去更好。

2.2.2 好氧生物处理法

好氧生物处理工艺是在煤化工处理中比较常用的工艺，包括SBR工艺和PACT工艺。使用SBR工艺处理煤制甲醇废水，对煤气化和CO变换废水进行除氟处理，对甲醇精馏废水使用除油处理，之后其他废水直接进入SBR池进行处理。SBR出水的CODCr质量浓度能够控制在50～94mg/L，氨氮的质量浓度能够控制在4.7～15mg/L，满足工业排放标准的要求。使用PACT处理最佳条件是pH为7.0～7.5、PAC投入量为0.5g/L，能够去除70%的CODCr、60%的氨氮和75%的油。

2.3 深度处理技术

经过生化处理之后，还会有一定量难以溶解的污染物残留在废水中，造成色度和CODCr的浓度难以满足排放标准的要求，所以还需要进一步的深度处理。使用混凝沉淀能够将出水的浊度降到3度以下，保证后续滤池的进水负荷降低。高级氧化法使用臭氧、Fenton试剂，能够让很多有机物讲解或者矿化，并且对于毒性大、难以氧化降解的物质有很高的氧化效果。

3 结语

随着社会的发展，对工业生产的环保要求也越来越高。对煤化工废水的处理研究中，还需要继续关注酚类等大分子特征的污染物，以及加强对毒性机理的研究，并做好对整个废水处理系统的优化工作。目前，预处理废水技术、生化处理技术和深度处理技术都取得了长足的发展，必须继续执行严格的排放标准，减少煤化工业对环境造成的破坏。