煤化工废水处理技术优化研究

和锋刚(山西潞安焦化公司，山西 长治 046000)

0 引言

我们都清楚煤化工废水主要的来源就是煤化工企业，目前，我国使用的最多的处理煤化工废水的方法就是生化方法。生化方法指的是利用生物对废水中存在的苯类以及苯酚类的有害物质进行分解，但是使用这个方法，并不能完全处理好废水，其中存在的吡啶类物质等并不能被此方法解决。并且，根据相应的研究数据我们可以发现，国内很多的企业并不能严格遵守国家的一级标准对废水进行处理，因此，这些企业所排放的污水中的颜色和浓度等指数都还是远远不能达标的。因此，在我们对污水进行处理时，需要有效的控制其中的CODcr含量，同时还需要尽可能的降解所存在的氨气、氮气等，这样就能够达到国家的要求，同时减少对于环境的污染，促进企业的可持续发展。

1 煤化工废水的来源、组成及特点

1.1 煤化工废水的来源

在煤化工企业进行生产的过程中，很多的阶段都有可能产生废水，其中，最常见的可以分为以下几种情况。首先，在我们加工煤炭所使用的的化学过程里，大多是需要通过蒸汽加压进行的，在加压过程结束后，由于水蒸气的温度快速降低会产生加冷凝的现象，废水就会因此为产生，并且这个过程中所产生的的废水一般含有较多的有害物质，因此污染程度是较高的。其次，在我们使用煤液化的方法制油的过程中，一般都必须在过程中加入一定量的水，才能产生裂化反应，在整体的反应过程中间同样也会导致废水的产生。除此以外，在对煤进行净化的时候，同样也会有大量的废水产生。事实上，煤气本身就含有较多的有害物质，所以我们在对煤气进行加工处理的过程中，需要先对煤气采取一定的净化措施，在这个净化的过程中也会导致一定量的废水。

1.2 煤化工废水的组成

要想对废水进行行之有效的处理，使其能够达到国家规定的标准，就要首先对废水中含有哪些成分有一定的了解。根据一些研究数据和测量结果可以知道，煤化工废水中含有很多的有害有机物，其中最为常见且含量占比较高的由以下几种：COD、氨氮类物质、酚类物质等，这些物质一旦被排放到自然环境中，就会产生较为严重的污染。除此以外，煤化工废水中还同时包含着大量浓度比较高的氨类、 氮类、硫类物质，当这些废水被随意排放后，其中的有害有机物就会被土壤吸收，因此，也会对土壤产生严重的影响，主要表现为，会导致土壤中所包含的各种元素含量产生较大的变化，变化后的土壤所具有的肥力会因此而降低。在目前的很多具体处理过程中，对某些煤化工企业处理后的废水进行收集检测后，会发现这些经过处理的废水中依然还存在着大量的有害物质，比如上文提到的CODcr、氨氮等物质，除此以外，还存在着很多的酚类、氧、硫的杂环化合物等[1]。

1.3 煤化工废水的特点

要想更有效的处理煤化工废水，那就需要首先了解煤化工废水的相关特点，这样就可以清楚地了解处理过程的先后顺序和难易点。首先，废水降解程度低。在目前的很多煤化工企业中，因为所采用的的材料较为丰富，所以在后续的加工过程中也可能产生各种不同的反应，从而出现多样的化合物，同时也会出现多种很难进行降解的有机物，比如联苯等，这导致废水处理的困难程度进一步加深。其次，废水呈现的颜色较为明显，同时也很浑浊。在整体的生产加工环节里，会运用到多种的加工工艺类型，而在这所使用的每一个环节中都会产生不同类型的污染物，并且结构复杂。过程中同时还会造成很多的色素出。多种色素相混合，就会使得废水比较浑浊，这在很大程度上使得废水更难处理。最后，在废水中含有一定量的污染物。这也是煤化工废水最为明显的特点，这是由于多个施工工艺综合作用所导致的。因此煤化工废水都很难进行处理，处理中需要使用到多种不同的方法，对于人员和科技水平的要求都较高，一旦出现操作不当，都可能影响都最后处理的有效性。

2 化工废水处理现状

现在我国所使用的处理煤化工废水的技术通常是生化法，这种方法能够有效的处理煤化工废水中的苯酚类及苯类的有害有机物，但是对于吡啶类、吲哚类、咔唑类、喹啉类等一些难降解有机物的作用能以达到理想的效果，这样就会导致处理后的煤化工废水中的CODcr还是无法达到国家的一级标准。并且大多的煤化工废水在使用生化处理的方法后，还是存在的较为明显的颜色同时较为浑浊，这是由于废水中含有较多的生色团和助色团的有机物。所以，要将有效地对于这些煤气化废水进行处理，使其能够达到国家规定的排放标准或是能够回收再利用，要实施的主要措施就是能够减少CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。

3 化工废水处理技术及优化

在长久的发展过程中，专家们研发出了多种的煤化工废水处理技术，这些技术都各有其优缺点。简单的生物氧化法处理后，排放的水中还是会存在较多的难降解有机物，并且COD值不能得到明显降低，因此无法达到排放标准。而使用吸附法可以更直接的处理CODcr,然后却会导致吸附剂再生和再污染。如果使用催化氧化法，可以有效的降解很多使用生物降解无法处理的有机物，但在生活中运用却要耗费大量的成本。如果使用厌氧—好氧法，两种方法综合起来运用时，可以将煤化工废水得到符合标准处理效果，同时此种方法中耗费的运行管理和成本相对较低，因此这种方法是目前我国在处理煤化工废水时主要选用的工艺。但如果废水中含有的难降解物质较多或是废水的浓度较高时，单纯的使用这种方法也难以实现理想的效果，还必须和催化氧化和混凝沉淀等方法综合起来一起发挥作用。将各种行之有效的方法综合使用，进行煤化工废水的处理是煤化工废水处理技术的未来的研究趋势。煤化工废水治理工艺的设计思路大多是根据“物化预处理+A/0生化处理+物化深度处理”。

3.1 物化预处理

一般来说，常见的物化预处理方法通常有隔油、气浮等。废水中含有过多的油类会对之后的生化处理有很大的阻碍作用，而使用气浮法对煤化工废水进行处理的主要目的和作用就是能够去除废水中的油类，同时能够实现回收再利用的可持续发展性，除此以外使用气浮法还能够实现预曝气的作用。气浮法之所以能够实现除去煤化工废水中的含油物质的作用，是由于这个方法通过将空气通入到煤化工废水中，进而在水中以较小的气泡形式出现，能够作为一定的载体，可以将煤化工废水中所含有的油类中密度接近于水的微小物质黏附在这些较小的气泡上，这样油类就可以和小气泡一起漂浮在废水的表面，这样就能够有效的去除煤化工废水中的油类。要想使气浮效果能够更为明显，我们一般会将气浮法和其他方法结合起来一起使用，例如在废水中投入定量的混凝剂等方法。

3.2 生化处理

在已经完成对煤化工废水的预处理后，通常会再运用厌氧-好氧生物法(A/O工艺)再对其开展进一步的加工处理。而煤化工废水中大多存在着较多的多环和杂环类化合物，使用好氧生物法进行处理后，出水中依然会含有较多的CODcr，因此检测得出COD指标还是并不能达到国家的排放标准。我们通常所说的厌氧-好氧联合生物法，主要时由于无论是单独使用好氧还是单纯使用厌氧技术对煤化工废水进行加工处理，都无法达到稳定的达到国家排放标准。所以有效地将厌氧和好氧进行联合生物处理的方法开始引起研究人员的广泛重视。在对煤化工废水运用厌氧酸化的方法进行初步加工后，废水中的大部分有机物都能够得到有效的降解，这个过程能够一定程度上确保之后所使用的好氧生物法对煤化工废水进行处理时，将废水中的CODcr的去除率能够达到90%以上。而废水中含有的一些很难得到降解的有机物，例如萘、喹啉和吡啶等物质，它们的去除率分别可以达到67%，55%和70%，但是如果使用单纯的好氧法处理废水，这些有机物得到降解后的去除率甚至无法达到20%。

根据这些数据，我们可以直观的发现使用厌氧-好氧联合生物法能够更为稳定且快速的达到理想的效果，使处理后的废水能够达标[2]。

3.3 深度处理

在对煤化工废水使用生化处理的方法后，得到的结构中现实的CODcr、氨氮等浓度都有了大幅的减少，但还是存在着很多的难降解有机物，这就会让的出水的COD、色度等指标还是不能够达到理想的效果。这一步称之为深度处理，通常所使用的方法包括反渗透等膜处理技术混凝沉淀、吸附法催化氧化法及固定化生物技术等。混凝沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降能力，使它们由于重力的作用产生下沉现象，这样就能够实现固液分离的功能。进行这一过程的主要目的是除去悬浮的有机物，这样就可以降低之后进行的生物处理的有机负荷。在生产的过程中一般可以通过加入定量的混凝剂如聚铁、铝盐、聚铝和聚丙烯酰胺、铁盐等物质，实现强化沉淀效果的目的。

固定化生物技术是一种较为新型的技术，这种技术能够挑选优势菌种使其稳定，而将水中的有害有机物进行去除。而这些稳定的优势菌种会有更强的降解性，具体表现为对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力。

高级氧化技术：因为煤化工废水中所包含的酚类、多环芳烃、含氮有机物等有机物成分占比较大，而这些成分同时也是较难降解的，所以会较多的阻碍后续生化处理的效果。我们可以在进行废水处理的前期阶段使用高级氧化技术中的催化氧化法，这个方法能够有效的减少废水中存在的COD，同时还可以增强废水的可生化性。

吸附法：因为固体表面通常都可以吸附水中溶质及胶质，所以如果废水通过比表面积很更大的固体时，废水中的含有的一些污染物都会被固体颗粒吸走上，这样就能够使废水中的污染物质减少[3]。

上述各种方法都有各自的优点和缺点。我们将这几种方法综合起来一起发挥作用的时候，才能够有效地对煤化工废水进行有效地处理，降解其中的有害有机物，同时去除废水中存在的各种杂物，实现达到我国规定的排放标准的目的。

4 结语

根据以上叙述我们可以得出，因为相关的环保政策不断颁布并得以实施，人们对于环保的意识也逐渐增强，因此相关企业必须将化工废水处理放在首要位置，有效地对其进行处理。伴随着科学技术的不断更新，根据废水的特性不断寻找高效、价格合适、环保等更优的技术，将废水处理后的指标进一步提高，不仅利国利民，而且会更好的服务于生产，意义重大。