煤化工废水处理技术探讨

（新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心（有限公司），石河子市，832000） 朱 靖 淡玄玄 原晓丽

煤炭多是我国能源组成特点，因此以煤为原料的化工产业占有整个化工产业的主流。发展煤化工，既能充分体现出煤炭的优势，同时能缓解发展化工产业能源缺乏问题，更能消耗产能过剩的煤炭，将其高效利用，这也是石油化工发展的有益补充。

近年，新型煤化工因来源丰富，得到了快速发展，但在煤化工产业快速和着重发展的同时，带来了制约其发展的难题，如煤化工废水。煤化工废水的排放造成了环境的污染，给人们的生活环境带来了不同程度的威胁，引起了人们的高度重视。文章以煤化工废水污染为展开点，以废水处理技术为探讨点，阐述处理技术以及应用现状，为煤化工废水处理技术研究提供参考依据，也对煤化工废水处理有一定的意义。

1 煤化工废水污染现状

煤化工生产以煤为原料，需要大量水作为生产中的公用介质，在需要大量水的同时会产生大量的废水，而废水的处理成为煤化工生产中难克服的问题之一。煤化工生产耗水量非常大，2019年产生约1.17亿t，而截止目前废水可能增加至4.75亿。煤化工生产工艺主要为煤液化、焦化和气化，而产生的废水主要有3 种，分别为液化、焦化和气化废水[1-4]，具体见表1。由表1 可知，煤化工废水污染现状主要为来源多、水量大、污染物成分复杂、危害多和降解难等。

煤化工废水如不经过处理直接排放，不仅给人类的生活带来危害，也会给煤化工产业持续生产带来限制。大量新鲜水的使用，大量废水的不再处理循环使用，会使水资源越来越少，水资源的缺少，会造成煤化工生产需要的水量得不到保障，从而限制其持续生产和产能的扩大，给企业的利益带来一定的损失。因此，对煤化工废水的处理，成为了煤化工行业的发展必须克服的难题。

2 煤化工废水处理技术

按煤化工废水的处理技术工艺原理分为生物法、化学法和物理法；按处理废水顺序分为预处理、生化处理和深度处理[5]；按废水处理技术主要分为单一技术和多种组合技术。

2.1 预处理阶段

煤化工废水预处理阶段主要采用物理法和化学法，其中物理法主要有隔油法、气浮法、蒸汽法、过滤法、膜分离、磁分离、萃取法、物理吸附法等，化学法主要有微电解法、高级氧化法、Fenton 氧化法、沉淀法等[6]。

预处理阶段主要去除油污、酚类、氨类、悬浮颗粒物和有毒有机物等，目的在于减少废水中的可见杂质和有毒有害物质，利用在后期废水处理地进行。隔离法和气浮法只要用于去除废水中的油杂质，隔油法又包含旋流分离型、重力分离型和聚结过滤型，气浮法包含溶气气浮法和电解气浮法。蒸汽法用于脱除废水中的氨类，采用蒸汽换热使氨氮化合物蒸馏，再分离后再利用。萃取法和吸附法主要用于废水中酚类的脱除和吸附，采用试剂分解废水中的酚类，然后使用萃取技术将酚和废水进行脱离，达到除酚的目的。沉淀法和过滤法主要去除废水中悬浮颗粒，在固液分离的过程中，去除颗粒物。采用化学法用于处理废水中的有毒有害有机物，对其进行氧化处理，分离成小分子物质，再做进一步处理。

煤化工废水在进行预处理后，改善了废水的水质，将含酚类、氨氮化合物的含量降低97%以上，对有利于废水的下一步生化处理。在单一处理技术熟练应用的情况下，目前废水预处理阶段主要是对油、氨、酚类等物质的联合处理，将各项技术进行合理配置，达到高效预处理的目的。

表1 煤化工废水主要来源、特点、危害

表2 煤化工废水处理技术分类

2.2 生化处理阶段

该阶段主要采用微生物对废水污染物进行分解处理，充分发挥微生物的新陈代谢能力。该阶段主要包含好氧微生物处理、厌氧微生物处理、厌氧/好氧微生物处理、活性污泥法和生物膜法以及等[7]。生化处理阶段主要去除废水中难降解和无法降解的有机物。单一的微生物或活性污泥不能对废水中的有机物做很好地处理，通常会采用训化微生物并将其加入至污泥中，培养具有定性分解有机物的微生物活性污泥，该方法的使用，能更好的处理废水中的无法降解和难降解的有机物。

煤化工废水经预处理和生化处理阶段后，仍含有难降解的有机物、大量的COD 和高含盐等，还需进一步处理至排放标准。

2.3 深度处理阶段

深度处理的方法有很多种，依据废水的特征，进行针对性处理，已达到排放标准。常用的方法主要有吸附法、膜分离法、混凝沉淀法、高级氧化法、固定生物技术法、催化氧化和临界水氧化法等[8,9]。

深度处理过程中主要处理剩余难降解有机物，降低废水中COD 和含盐量等，在进行废水处理时，通常采用物理、化学和生物法相结合方式，采用简单、成本最低和效率最好的联合技术，高效处理废水达到排放标准。

3 煤化工废水处理技术应用

徐永波等[10]采用高级氧化组合方式处理高含量COD废水，其中处理技术包含高铁酸钾氧化、铁碳-芬顿、臭氧氧化的多种高级氧化技术。处理结果表明，COD 由含量 36 400mg/L 可以降解至3 280mg/L，去除率可达90.1%。

刘艳君等[11]采用超滤膜和反渗透膜处理技术对某化工集团产生的化工废水进行处理研究，并回收利用。处理结果表明，废水的电导率去除率可达98%以上，且处理系统对污染物去除效较好，排水可回收利用。

杜松等[12]采用臭氧氧化技术处理高压反渗透浓盐水废水，研究了4 种不同活性成分的催化剂对臭氧氧化处理效果的影响。处理结果表明：Mn-MgO催化剂对COD的去除率高达70%左右，废水色度也明显降低。

齐亚兵等[13]采用苯酚模拟煤化工的酚类污染物，配制一定浓度的含酚废水，进行Fenton 氧化实验，实验结果说明，Fenton处理技术对含酚废水有一定的处理效果，可以作为含酚废水处理技术的依据。

4 煤化工废水处理技术存在问题

今年，随着环保问题的严查，人们的环保意识越来越强，企业对环保力度的投入也越来越多，然而仍没有从根本上解决废水的处理问题。总结煤化工废水处理技术在研究与实际应用中存在的问题主要由以下几点：

（1）煤化工废水来源多，水质复杂，其中含无法降解和难降解的有机物较多，导致无法从源头查清污染物的种类，这给后续的处理过程带来很多未知难题。

（2）处理技术的研究无法实践。实验室研究废水的处理，采用模拟废水，废水成分单一，而实际排放的废水成分复杂，导致在应用中无法达到预期结果。

（3）处理技术单一。在处理成分复杂的废水时，单一的技术无法彻底处理废水中的污染物，而组合的工艺处理效果较好，但是高效的组合工艺，针对不同的废水，不是一成不变的，还需在处理过程中进行最适组合研究，该过程持续时间较长。

（4）经济成本。废水处理是一项大工程，处理过程涉及多项流程，其设备、试剂、检测仪器等较多，如果长时间达不到处理效果，会给企业带来较大的经济压力。

5 结论和展望

煤化工废水的达标排放，是每个煤化工企业的终极目标。针对煤化工废水处理技术存在的问题，应引起企业和研究者的关注。煤化工废水的处理应持续研究，并寻找出高效、成本低、易操作处理技术，并将一直作为企业关注的重点，增强环保意识，提高环保技能。