煤化工污水治理技術(shù)探討

邱文熙 馬衍睿

摘 要：雖然我國(guó)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)不斷進(jìn)步，但與之而來(lái)的還有各種污染的產(chǎn)生，工業(yè)廢水的排放處理尤其是一個(gè)大問(wèn)題，煤化工是一個(gè)用水量大的行業(yè)，相應(yīng)的耗水也多、排水量也大，而縱觀我國(guó)煤化工企業(yè)的地理位置分布，又集中于水資源較少的地方，隨著煤化工項(xiàng)目規(guī)模的日益擴(kuò)大，水環(huán)境問(wèn)題的日益突出，煤化工企業(yè)對(duì)污水的處理雖然在經(jīng)過(guò)很多環(huán)節(jié)之后，仍不能做到達(dá)標(biāo)排放，其污水治理工作顯得尤其重要，文章首先簡(jiǎn)要概括煤化工污水的特點(diǎn)和危害，其次簡(jiǎn)單介紹一下目前行業(yè)治理污水的主要方法，最后提出自己的觀點(diǎn)，以期可以指導(dǎo)煤化工行業(yè)污水治理工作的開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：煤化工企業(yè)；污水治理；技術(shù)探討

煤化工企業(yè)在生產(chǎn)中需要消耗大量的水，產(chǎn)生的污染物質(zhì)特別多，企業(yè)為了推進(jìn)環(huán)境的治理，促進(jìn)環(huán)境的優(yōu)化，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)該努力減少水的使用，減少污水的外排，最大化的回收利用污水或中水。但是，煤化工企業(yè)生產(chǎn)復(fù)雜，使用的化學(xué)產(chǎn)品多，造成污水成分復(fù)雜，排放量大，又因?yàn)樵谏a(chǎn)中工藝技術(shù)的使用不同，水質(zhì)因而存在較大差異，但是普遍含有的有毒有害物質(zhì)是酚類、氰化物、苯等，并且，污水中還含有高濃度的COD，色度和氨氮污染物，生化性也很差。污水的治理一直是制約煤化工企業(yè)發(fā)展的瓶頸，煤化工企業(yè)若想取得長(zhǎng)足發(fā)展，必須重視污水治理技術(shù)的選擇應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。

1 煤化工污水的基本特征和危害

1.1 煤化工污水的特征

煤化工行業(yè)污水主要分為煉焦廢水、煤氣化廢水和煤制油廢水三類。煤焦廢水主要是伴隨煤制焦的過(guò)程產(chǎn)生的剩余氨水，它的污染物的成分大多是酚類、硫氰化物、氰化物等。煤氣化廢水是一種有機(jī)廢水，難降解，它主要是伴隨著制作煤氣的過(guò)程產(chǎn)生，它的污染物的成分大多是氨氮、揮發(fā)酚、氰化物等。煤制油廢水是在煤制油過(guò)程產(chǎn)生的，煤制油過(guò)程耗水量大，每噸產(chǎn)品的制成至少需要十噸水的參與，煤制油廢水成分復(fù)雜、色度大、乳化程度高、難以生物降解，污染物包括大量的氨氮、氰化物等無(wú)機(jī)物，還有大量的苯系物和含氮、硫的雜環(huán)類有毒有機(jī)化合物。煤化工企業(yè)排出的污水多含有化學(xué)成分、甲醇、氨氮濃度高、檢驗(yàn)結(jié)果呈酸性及堿性，含有大量的油脂成分。

1.2 煤化工污水的危害

煤化工企業(yè)污水的危害很大，不達(dá)標(biāo)排放和不合理排放，嚴(yán)重危害著人類和其他生物的生存。污水COD濃度高，排進(jìn)河湖內(nèi)會(huì)消耗水體中的氧，造成水中溶解氧濃度降低，水生生物呼吸困難；污水的污染物氨氮濃度高，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖，水中氧氣減少，進(jìn)而又引起大量藻類死亡，魚類死亡，造成水污染；污水中含有的污染物像油、酚、氰、苯及衍生物等，在排進(jìn)水體后，在水體被分解的過(guò)程中會(huì)消耗大量的氧，氧氣減少會(huì)影響生物的生產(chǎn)、生長(zhǎng)，污染物也會(huì)毒害生物的健康，有毒物質(zhì)在生物中蓄積，經(jīng)過(guò)生物鏈的傳遞、富集，被人類食用后進(jìn)一步引起人類中毒，危害人類的生命健康。

2 煤化工企業(yè)污水治理的常用工藝方法

目前煤化工企業(yè)中，污水治理基本都遵循物化預(yù)處理、生化處理、物化深度處理的這樣一種基本原則。

2.1 物化預(yù)處理

煤化工企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的污水成分復(fù)雜、色度和毒性大，含有較多油脂成分，因此必須先進(jìn)行物化預(yù)處理，可以首先去除一些污染物質(zhì)，減少油脂成分，這樣，可以明顯減輕后續(xù)治理工作的負(fù)擔(dān)，進(jìn)行物化預(yù)處理工作，通常使用的方法有隔油、沉淀和氣浮等，為了有效的去除油脂，企業(yè)往往會(huì)結(jié)合使用隔油法和氣浮法，經(jīng)由這兩道工藝，還可以回收利用一些油脂，大大提高污水的利用率。其中，隔油法一般分為重力分離型、旋流分離型和聚結(jié)過(guò)濾型等，氣浮法一般分為溶氣氣浮、擴(kuò)散氣浮和電解氣浮等。如果酚和氨濃度較高，就需要進(jìn)行酚和氨的回收預(yù)處理工作，處理酚的方法有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法、液膜技術(shù)法和氧化法等。回收預(yù)處理氨的工藝，我們常常采用蒸汽汽提-蒸氨法。另外，我們?cè)谶M(jìn)行預(yù)處理時(shí)，為了去除大顆粒固體，常常采用初沉法。

2.2 生化處理

煤化工污水在經(jīng)由物化預(yù)處理的環(huán)節(jié)后，為了進(jìn)一步去除污水中的苯酚類和苯類物質(zhì)，接著要進(jìn)行的是生化處理，主要采用的方法有：厭氧/好氧法（A/O）、厭氧/缺氧/好氧法（A/A/O）以及序批式活性污泥法（SBR）和生物接觸氧化等。但是即使是經(jīng)由了生化處理后，煤化工企業(yè)的污水仍不能達(dá)到外排的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榇藭r(shí)污水中仍含有一些不容易降解的有機(jī)物以及多環(huán)和雜環(huán)類化合物等，所以，企業(yè)只能另尋方法，改進(jìn)新的處理工藝進(jìn)行污水的二級(jí)處理，經(jīng)企業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)后，發(fā)明了更加先進(jìn)的方法，例如：曝氣生物濾池（BAF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、載體流化床生物膜法（CBR）、生物流化床處理法（PAM）及生物炭法（PACT）等，下面簡(jiǎn)要介紹幾種生化處理的工藝。

2.2.1 曝氣生物濾池法（BAF）。曝氣生物濾池法（BAF）是一種更先進(jìn)的工藝，因?yàn)樗喜⒘松磻?yīng)和物理過(guò)濾兩種處理過(guò)程，集合了活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)勢(shì)，大大提高了反應(yīng)池的工作效率。曝氣生物濾池是新型的高負(fù)荷浸沒(méi)式的可以固定的生物膜反應(yīng)池，是實(shí)現(xiàn)了讓兩種過(guò)程在同一個(gè)反應(yīng)池中進(jìn)行的反應(yīng)池。

2.2.2 生物炭法（PACT）。生物炭法（PACT）是在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末吸附有機(jī)物和溶解氧的作用，為微生物的生長(zhǎng)提供食物，利用微生物的氧化分解能力降解COD。因?yàn)榛钚晕勰嗟谋砻娣e很大，而活性炭對(duì)于有機(jī)物和溶解氧的吸附能力特別強(qiáng)，所以，我們把活性污泥放在曝氣池內(nèi)，再投加活性炭粉末作為活性污泥的附著載體，從而高效的處理濃度較高的、分子體積較大的有機(jī)物，高效率的降解有毒有害的有機(jī)污染物。

2.2.3 生物流化床處理法（PAM）。生物流化床處理法（PAM），顧名思義是基于生物流化床技術(shù)，利用的是微生物。首先反應(yīng)池內(nèi)存在著大量的微生物，生長(zhǎng)緩慢的硝化菌等自養(yǎng)微生物在池內(nèi)大量繁殖，使得反應(yīng)池內(nèi)生物濃度很高，通過(guò)往反應(yīng)池內(nèi)投加特殊的載體填料，使微生物得以附著在填料載體上形成有一定厚度的微生物膜層，其次在反應(yīng)池內(nèi)投加活性污泥，活性污泥以其巨大的吸附污染物的能力和擴(kuò)散作用，可以把污染物帶到生物膜內(nèi)，這樣，就利用了微生物天然的降解作用，達(dá)到硝化去除氨氮的目的。

2.2.4 序批式活性污泥（SBR）。序批式活性污泥法（SBR）是一種按間接曝氣方式運(yùn)行活性污泥污水處理的技術(shù)，由多個(gè)SBR反應(yīng)器組成，采用的操作方式是時(shí)間分割非穩(wěn)定性生化反應(yīng)，靜止理想沉淀，包括五個(gè)過(guò)程：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置。SBR反應(yīng)器至少由兩個(gè)或兩個(gè)以上的池組成，多個(gè)SBR反應(yīng)器并聯(lián)運(yùn)行，在池內(nèi)可以有序、間歇的操作運(yùn)行均化、初沉、生物降解和二沉的功能，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，增大生化反應(yīng)推動(dòng)力，池內(nèi)厭氧、好氧交替，顯著提高凈化效果，提高污水處理能力，而且，池內(nèi)滯留的處理水又可以稀釋、緩沖污水，減少水量和有機(jī)污物的沖擊。如果經(jīng)由這一環(huán)節(jié)的處理后，出水中污染物仍然較多，企業(yè)便可以通過(guò)在生化池內(nèi)再次加大活性炭的投入量的辦法進(jìn)行處理，更加保證處理效率。

2.3 深度處理

煤化工企業(yè)在進(jìn)行了生化處理治理污水的環(huán)節(jié)后，污水中的COD、氨氮濃度已經(jīng)可以得到有效降低，但是污水中仍含有較高濃度的難降解有機(jī)物，使得色度等仍達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，不能直接排放。為了達(dá)到這一目的，需要進(jìn)一步的深度處理，深度處理的方法主要有：混凝沉淀、固定化生物技術(shù)以及反滲透等膜處理技術(shù)。

2.3.1 混凝沉淀?；炷恋矸ㄊ窃谏a(chǎn)中加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等，調(diào)整好適當(dāng)?shù)乃釅A度值，使污水中的懸浮物質(zhì)在混凝劑的作用下聚集，受重力作用沉淀，使固液分離。該方法可以使污水中的固體物沉降，水和固體物產(chǎn)生分層，使水澄清，同時(shí)沉降下來(lái)的固體物大多是可回收利用的固體顆粒，從而可以有效降低污水的濁度、色度等，可以有效去除多種有毒有害污染物，同時(shí)還提高了污水的可回收利用率。

2.3.2 固定化生物技術(shù)。固定化生物技術(shù)是我們可以針對(duì)難降解的有機(jī)毒物而選擇固定的優(yōu)勢(shì)菌種去降解有機(jī)毒物的一種技術(shù)，將特選的微生物固定在選證的載體上，使其高度密集并保持生物活性，再營(yíng)造適宜的條件讓它們快速、大量增殖，這樣有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的濃度，有利于反應(yīng)后的固液分離，可以有效降低有機(jī)毒物的含量。

2.3.3 超濾、反滲透等膜處理技術(shù)。超濾、反滲透等膜處理技術(shù)，是一種科學(xué)的工程預(yù)處理技術(shù)，這一技術(shù)可以有效去除廢水中大部分濁度和有機(jī)物。反滲透是利用反滲透膜只能透過(guò)溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過(guò)性，以膜兩側(cè)靜壓為推動(dòng)力而實(shí)現(xiàn)的對(duì)液體混合物分離的膜過(guò)程，這一技術(shù)應(yīng)用到污水處理中，可以有效降低COD，因此，脫除了COD，脫色、脫鹽也便一次性完成，出水品質(zhì)得到保證。

3 煤化工污水治理工藝方法的選擇使用

煤化工污水的處理一般采用預(yù)處理、生物處理和深度處理的方法。企業(yè)在選擇治理方法時(shí)，要根據(jù)水質(zhì)的差別和中水的用途使用不同的治理工藝。單純的使用生物氧化法，出水中會(huì)含有一定量的難降解有機(jī)物，COD值高，無(wú)法完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)合使用缺氧/好氧法與曝氣生物濾池法來(lái)處理煤化工廢水，可以獲得理想的處理效果，同時(shí)運(yùn)行管理和成本也相對(duì)較低；結(jié)合使用混凝沉淀與超濾反滲透雙膜處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)深度處理，達(dá)到回用目的，企業(yè)應(yīng)該綜合使用多種方法，發(fā)揮每一種方法的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行整合優(yōu)化。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤化工行業(yè)是一個(gè)高耗水的行業(yè)，企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)中要高效率的使用水資源，使污水排放最大化減少直至為零，更要努力降低耗水量，最大限度的回收利用廢水，實(shí)現(xiàn)廢水資源化。因?yàn)槊夯て髽I(yè)建廠比較分散，而每個(gè)建設(shè)項(xiàng)目都要配置各自的污水處理設(shè)施，這樣造成污水處理設(shè)施管理分散、運(yùn)行成本高。所以，企業(yè)在建廠時(shí)可以考慮集中建設(shè)，這樣便可以顯著地減少污水處理投資，最大化的使用污水處理設(shè)施，有效的降低運(yùn)行成本，而且節(jié)約下來(lái)的資金還可以更好的應(yīng)用到對(duì)污水的治理工藝的升級(jí)，設(shè)施設(shè)備的維護(hù)，促進(jìn)污水治理工作的更好的開(kāi)展。

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作者簡(jiǎn)介：邱文熙（1986-），男，黑龍江省孫吳縣人，工作單位：神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，職務(wù)：污水回用水班長(zhǎng)，研究方向：污水處理。