煤化工生產(chǎn)廢水處理新技術研究

于曉霞

(大同煤炭職業(yè)技術學院，山西大同037003)

煤化工生產(chǎn)廢水處理新技術研究

于曉霞

(大同煤炭職業(yè)技術學院，山西大同037003)

隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快，關經(jīng)濟發(fā)展速度對于能源的消耗和環(huán)境的污染程度的影響成為各界人士關注的焦點。能源消耗量巨大、污染嚴重的煤化工企業(yè)，成為環(huán)境保護工作的重點整改重點對象。環(huán)境是我們賴以生產(chǎn)生活的主要載體，如果經(jīng)濟的發(fā)展影響到環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，必將對人類生存造成極大的威脅。為此，筆者分析討論了當代煤化工廢水處理中企業(yè)使用的多種工藝技術，對新型廢水處理工藝進行了深入研究。

可儲蓄發(fā)展;煤化工;生化處理

煤化工廢水是煤化工過程中產(chǎn)生的，其具有構成成分十分復雜、處理難度大等特點。若將這些廢水進行直接排放，將對人類和動植物的生產(chǎn)、生活構成極大困擾?，F(xiàn)如今，煤化工廢水已成為嚴重污染水源生態(tài)環(huán)境的代表。生化法是目前我國處理煤化工生產(chǎn)的廢水的主要手段，多年來，由于其能夠在一定程度上分解廢水中的苯和苯酚類物質，該種廢水處理方式受到了排污屆的廣泛好評。但是由于煤化工污水中的吡啶和咔唑等成分在生化法下很難被降解，對污水處理造成了極大困擾。通過調查發(fā)現(xiàn)，當前許多煤化工企業(yè)的污水處理水平都很難達到國家規(guī)定標準，盡快解決污水濃度和色度的處理缺陷等問題成為煤化工生產(chǎn)廢水處理工作的重中之重。這不僅是污水處理中的一個影響環(huán)境的突出問題，也是環(huán)保界人士亟待解決的一個重要課題。只有盡量降低煤化工廢水中CODr的濃度，對氨氣、氮氣等排放指標進行嚴格控制，才能使煤化工廢水的可生化性大大提高。

1 化工廢水的來源

煤在轉化成氣體、液體、固體燃料的過程中會產(chǎn)生各種各樣的化學物質，基于生產(chǎn)工藝和產(chǎn)出產(chǎn)品的差異，煤化工過程主要分為煤焦化、煤電石、煤液化和煤氣化等內容。而煤化工廢水就主要來源于這四項生產(chǎn)過程。通常情況下，我們習慣將廢水來源歸為以下幾類:(1)煉焦用煤水分和煤料受熱條件下析出的水蒸氣，然后通過冷凝過程形成冷凝水。(2)煤凈化過程中產(chǎn)生的洗滌廢水。(3)焦油、苯酚等副產(chǎn)品回收過程產(chǎn)生的廢水。(4)煤汽化條件下由于飽和水的冷卻產(chǎn)生的多余廢水。這些不同來源的生產(chǎn)廢水，最后整體構成了煤化工廢水。

2 煤化工廢水處理現(xiàn)狀

2.1 處理技術分析

目前，我國處理煤化工廢水主要分為三個階段，分別為一級處理(預處理)、二級處理(生化處理)以及深度處理。預處理中通常所用的是物理化學類方法，這種方法往往先完成不同種類廢水的分類，然后再對部分廢水進行回收處理。但是，由于煤化工廢水成分復雜、種類繁多，上述的傳統(tǒng)物理和化學處理方法很難達到良好的處理和排放效果。

2.2 水質分析

煤化工廢水中的廢水成分種類繁多，洗滌廢水因其較高的劇毒含量成為急需處理的主要廢水。據(jù)調查，煤化工企業(yè)所產(chǎn)生的廢水，其氮和氨的含量基本達到200㎎/L—500㎎/L，而CODcr的含量達到了50000㎎/L之高。類似于芬和苯酚類等很難被分解的有機化合物都在煤化工廢水中都占有很大比重，這無疑都增加了廢水處理的難度。

3 生化處理法

生物化預處理是進行煤化工生產(chǎn)廢水處理之前的基礎性工作，該過程主要包括隔油、氣浮等。對于廢水中所含的油類物質進行回收處理主要采用的氣浮方法，這樣既有防爆效果又能避免油類物質對于之后廢水處理過程產(chǎn)生阻礙，在預處理過程中使用十分普遍。從目前我國廢水處理發(fā)展狀況看來，AO法(即區(qū)別好氧生物和缺養(yǎng)生物進行分別處理)的處理工藝使用最為普遍。但由于廢水中雜環(huán)類物質和多環(huán)類物質的存在，在這種方法下依舊不能解決CODcr含量超標的問題。近些年來，相關領域對于上述難題進行了全方位的研究，研究發(fā)現(xiàn)，厭氧生物法、載體流動床生物膜法、PACT法以及好氧厭氧綜合生物法的出現(xiàn)，對于有效處理煤化工廢水都十分有效。

4 對生化處理方法的改進

4.1 好氧生物法對于煤化工廢書處理方法的完善

好氧生物主要通過PACT和載體流動性生物膜法對于煤化工廢水的深層次處理進行了完善。PACT方法中，活性炭的使用對于廢水中的有害物質起到了高效的吸附作用。煤炭因其超強的吸附性，成為給好氧生物提供充足食物的主要工具，這樣就在很大程度上促進了好氧生物的分解能力。PACT法的主要優(yōu)點體現(xiàn)在對于活性炭的重復利用性以及在濕空氣下的可再生性。

CBR又稱載體流動床生物膜法，這種方法對于物質的結構形態(tài)有著嚴格的要求，將廢水以生物單元為單位進行過濾，讓生物單元中的生物膜和活性泥成分能夠充分結合，然后把活性生物載體膜內的填料再次投入活性泥的泥池中，這樣就會有懸浮狀態(tài)的微生物產(chǎn)生，能覆蓋污水表面的所有生物膜。這種方法對于提高污水的講解效果有個很好的作用，然而該種方法的實現(xiàn)，需要將污泥池中的活性生物成分控制在較高水平，基本將濃度保持在標準值的2倍到4倍之間。

4.2 好氧厭氧綜合生物法

多年來，通過對煤化工廢水的不斷研究，相關人員發(fā)現(xiàn)如果將與好氧和厭氧有關的有機物進行結合對于廢水處理將會達到更好的效果，因此就出現(xiàn)了好氧厭氧綜合生物法。據(jù)相關經(jīng)驗了解，單純的好氧生物和厭氧生物技術很難達到高效全面的處理效果。好氧厭氧綜合處理法的工作原理是，先對厭氧廢水進行處理，將廢水中的有機物得到充分降解，這就對之后好氧有機物的處理進行了鋪墊，這樣的處理技術能讓廢水中的CODcr物質的剔除率達到百分之九十以上。經(jīng)反復實驗發(fā)現(xiàn)，厭氧好氧綜合處理方法對于廢水中難以降解的物質的去除率能夠達到百分之七十，這是其他任何方法都難以實現(xiàn)的高度。

4.3 SBR工藝

序批式活性污泥(簡稱SBR)是以進水、反應、沉淀、排水、閑置五個階段為運行流程的煤化工污水處理的新技術，該方法使用的是間歇操作方式，自20世紀70年代以來成為降解微生物和高效脫氮除磷的主要技術。SBR池可以同時實現(xiàn)均化、沉淀、生物降解、沉淀等功能，通過對缺氧—厭氧—好癢進行循環(huán)運作，節(jié)約了污泥回流系統(tǒng)的鑄造成本，同時因其反應靈敏，處理效果明顯等特點，受到了污水處理界的親睞。

4.4 低氧—好氧方法

低氧—好氧方法是為數(shù)不多的能夠實現(xiàn)煤化工廢水中氨氮和其他有機物極大程度降解的污水處理工藝之一。它是在AO工藝的基礎上演變而來的，其主要差別是在缺氧池之前安裝了一個厭氧池。由前面的描述可知，煤化工企業(yè)污水處理過程中的主要障礙就是廢水中的雜環(huán)類和多環(huán)類有機物，在好養(yǎng)條件下，這些有機物很難被降解，為使其被轉化成小的分子和容易被降解的有機物，就需要厭氧環(huán)境的支持，從而提升工業(yè)廢水的可生化水平。

5 煤化工廢水的深度處理技術

以上生化處理方法是對于煤化工廢水的初步處理過濾，在以上技術的配合下，廢水中的CODcr濃度能夠得到很大程度上的控制，但是廢水中的難以降解的物質仍然不能得到清除，使污水處理很難達到國家標準。為此，為了實現(xiàn)工業(yè)廢水的深度凈化，還要將煤化工企業(yè)的廢水進行二次降解處理。這種處理方法主要包括:固定化生物技術、反滲透等膜處理技術以及吸附法催化氧化技術等。

5.1 固定化生物技術

固定化生物技術也是高效改進生物化污水處理方法的一項新技術。近年來，因其對于固定優(yōu)勢菌種的高效選擇性和針對性，對于煤化工污水處理過程能夠產(chǎn)生良好的效果。該項技術的使用，不僅能夠提供高效菌種，減少污泥量，同時還因其能夠很好地控制生物反應器內原微生物細胞濃度和純度，對于反應器的固液分離都十分方便。同時對于人們普遍關注的氨處理問題也在這種方法下得到很好地解決。

5.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法是優(yōu)化廢水處理物化方法優(yōu)化的另一項重要技術。該項技術的工藝流程為:將廢水經(jīng)過隔油池去除其成分中的油和酚;在調節(jié)池對廢水PH值進行調節(jié);將其與臭氧同時與氧化器接觸，之后讓污水以一定的壓力和速度通過噴嘴，以此形成負壓將臭氧吸入。該項技術具有反應時間短，無殘留等優(yōu)點，但由于臭氧不能儲存，使廢水量和水質在發(fā)生變質的情況下很難實現(xiàn)臭氧的及時投放，加之耗電量較大，基礎工藝的投資太高以及臭氧本身的危害性，該種方法并沒有得到大范圍的使用。

5.3 較為高級的氧化技術

眾所周知，多樣性和復雜性是化合物的共同特點，這就對廢水處理造成了重大困擾。而煤化工廢水中還含有大量的芬類和氮元素及其它有機物，這些降解難度巨大的化合物的出現(xiàn)不但使污水處理成為一項艱巨的任務，也對廢水的后期處理過程造成影響。高級氧化技術的出現(xiàn)，對于該問題的解決做出了突出貢獻。高級氧化技術主要包括:催化氧化法、多相濕式催化氧化法、其他類型的催化氧化方法。該技術的原理是，使水中產(chǎn)生一大部分自由基HO，工業(yè)廢水中的有機化合物能夠很容易被這些自由基進行無差別降解，最終讓產(chǎn)物以二氧化碳和水的形式出現(xiàn)。催化氧化方法的使用通常應該在廢水處理的前期，這樣就能無形中提高水質本身的生化性，而對于COD的去除也將產(chǎn)生良好效果。但是，前期處理中如果使用這種方法將會大大提高資源消耗，且其產(chǎn)生的效果也不會特別明顯，考慮到實際問題，這種辦法一般被放到深度處理階段使用。

6 小結

在物質生活不斷豐富充足的今天，人們對于生存環(huán)境的要求越來越高，環(huán)保意識不斷提升的基礎下，各界人士必將對污水處理事業(yè)進行廣泛的關注。社會科技發(fā)展在不斷進步，關于煤化工污水處理的科學方法也在日益革新，隨著污水處理界和環(huán)保界的不斷努力，將會出現(xiàn)越來越多的煤化工污水處理技術。但是我們應該認識到一點，任何一項技術都會有它的優(yōu)勢和不足，就目前看來，沒有一項污水處理技術能達到十全十美。對于煤化工污水而言，它所包含的難以降解的有機物以及COD含量偏高等問題是現(xiàn)有技術整體效果不夠樂觀的主要原因。就像文章中所指出的，吸附法雖然對有機物的降解效果明顯，但是該技術的使用成本太高，而厭氧好氧綜合方法雖然在使用成本上能被企業(yè)所接受卻難以完成降解有機物的任務。為此，綜合考慮到自身發(fā)展與社會環(huán)境保護等多方面的因素，企業(yè)需要拿出更多的資金投入到污水處理系統(tǒng)的建設中。

綜上所述，對于多種污水處理技術的綜合使用將會是解決現(xiàn)有問題的一項重要方法，研究不同方法處理煤化工廢水的工藝流程，通過詳細比對于分析，找出能夠實現(xiàn)廢水最優(yōu)化處理的工藝組合，只有這樣才能實現(xiàn)污水處理的高質高效，使其能夠更經(jīng)濟更有效的適應實際需求。相信未來煤化工企業(yè)污水處理也必將向著多種技術綜合使用的方向前進。

［1］王維賀.煤化工廢水處理技術優(yōu)化［J］.中國化工貿(mào)易，2014(30):78-79.

［2］韓忠明.現(xiàn)代煤化工企業(yè)的廢水處理技術及應用分析［J］.化學工業(yè)與工程技術，2013，34(6):89-90.

［3］何曉云.煤化工企業(yè)廢水處理網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)［J］.煤炭技術，2013(10):67-68.

(責任編輯 侯中巖)

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1673-5382(2014)04-0090-03

2014-10-24

于曉霞(1984-)，女，山西晉中人，大同煤炭職業(yè)學院助教，碩士.