煤化工廢水處理技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展方向

夏遠(yuǎn)萍

遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司

煤化工廢水處理技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展方向

夏遠(yuǎn)萍

遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司

煤化工是以煤為原料經(jīng)過化學(xué)加工，實(shí)現(xiàn)煤的轉(zhuǎn)化并進(jìn)行綜合利用的工業(yè)，煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)復(fù)雜，難降解有機(jī)物濃度高而且毒性大。水污染問題是制約煤化工企業(yè)發(fā)展的主要問題之一。本文針對(duì)煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水的來源、特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并重點(diǎn)分析討論了煤化工廢水的預(yù)處理及深度處理技術(shù)，希望對(duì)煤化工廢水處理技術(shù)的發(fā)展具有一定的借鑒和參考價(jià)值。

煤化工；廢水處理技術(shù)；對(duì)策

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化工產(chǎn)品多種多樣，成分復(fù)雜，給我們帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。近年來我國(guó)化工行業(yè)的工業(yè)廢水處理和利用工作取得了較大進(jìn)展，但廢水排放達(dá)標(biāo)率仍不高，且目前國(guó)內(nèi)的趨勢(shì)化工廢水零排放的政策下，零排放工作也在逐步開展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)工業(yè)廢水處理率為78.9%，達(dá)標(biāo)率僅為54.4%。因此，研究分析水處理的現(xiàn)狀并開發(fā)出高效且實(shí)用的化工廢水處理技術(shù)并回用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤化工廢水的特征

煤化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)過程中會(huì)有許多的芳香烴、氨氮、氰、酚類及類烷烴類等有毒物質(zhì)產(chǎn)生。煤化工廢水的處理問題不僅極大地制約著我國(guó)發(fā)展煤化工企業(yè)，其也嚴(yán)重地影響著國(guó)內(nèi)外煤化工企業(yè)的發(fā)展。按照含鹽量的多少，可將通常典型的煤化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的廢水分為如下兩類：第一種是含鹽廢水，其大部分來自于煤化工的生產(chǎn)過程，譬如，循環(huán)水系統(tǒng)的廢水、洗滌煤氣的廢水、除鹽水系統(tǒng)的廢水以及生產(chǎn)回用系統(tǒng)的排水等，含有較高的鹽量是其最大的特征；第二種就是有機(jī)廢水，其大部分來自于生活排放的污水與煤氣化的工藝中，其含有較多的COD，而含鹽量卻不多。煤化工的有機(jī)廢水中的有害成分會(huì)因煤氣化工藝的不同而各不相同。根據(jù)相關(guān)研究表明，產(chǎn)自高溫氣化工藝的廢水，其有害成分相對(duì)比較簡(jiǎn)單，COD的含量也不多，通常大概只有0.5g/L。而產(chǎn)自中溫氣化工藝的廢水，其有害成分相對(duì)就沒那么簡(jiǎn)單了，其含有較多難降解的焦油與酚等有害物質(zhì)，而采用一般的生化工藝對(duì)其進(jìn)行處理達(dá)不到很好的效果，即使經(jīng)過預(yù)處理，其廢水中COD的含量仍大于1g/L。

2 煤化工廢水處理技術(shù)

2.1 臭氧氧化技術(shù)

臭氧是一種強(qiáng)化劑，其氧化過程有兩種途徑，一種是直接通過分子臭氧氧化，另一種是間接的通過臭氧分解并生成羥基自由基來進(jìn)行氧化。臭氧氧化技術(shù)可以降低煤化工廢水中的COD，同時(shí)還能夠降低水中的色度和濁度，同時(shí)在該過程中不產(chǎn)生二次污染。有研究表明，在內(nèi)循環(huán)的反應(yīng)器中，利用臭氧對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理，COD的去除率可到40%～50%，其中對(duì)酚類和雜環(huán)類有機(jī)物效果最好。隨著對(duì)臭氧氧化技術(shù)的深入研究發(fā)現(xiàn)，臭氧在單獨(dú)使用過程中，有機(jī)物和臭氧反應(yīng)后通常會(huì)生成醛和羧酸，而這兩種物質(zhì)不能再和臭氧繼續(xù)反應(yīng)，進(jìn)而限制了臭氧的礦化作用，降低了臭氧的處理效果。因此，研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用，有研究者采用UV與臭氧聯(lián)用來進(jìn)行廢水的處理，結(jié)果表明臭氧的氧化能力比單獨(dú)使用時(shí)提高了10倍以上，極大地改善了臭氧的氧化能力。

2.2 光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料，在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進(jìn)行激發(fā)，進(jìn)而產(chǎn)生具有強(qiáng)化性能的羥基自由基，然后利用羥基自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。TiO2是應(yīng)用最多的光催化劑，有研究者利用光催化技術(shù)處理模擬的苯酚廢水，結(jié)果表明，TiO2的投加量為2g/L、pH值為3，光照2.5h的條件下，苯酚的去除效果最佳，可達(dá)到96%。TiO2光催化技術(shù)對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果十分顯著，但是現(xiàn)階段還未能應(yīng)用于煤化工廢水的處理中，原因在于該催化劑不能充分的利用太陽(yáng)能，反應(yīng)器設(shè)計(jì)難以符合實(shí)際的應(yīng)用。

2.3 生物流化床技術(shù)

采用移動(dòng)生物床反應(yīng)器(MBBR)工藝對(duì)于煤氣化廢水進(jìn)行深度處理試驗(yàn)，試驗(yàn)原水為經(jīng)過活性污泥工藝處理后的煤氣化生產(chǎn)廢水。研究了MBBR水力停留時(shí)間(HRT)的變化對(duì)于COD和氨氮去除效果的影響。結(jié)果表明，HRT對(duì)于反應(yīng)器中氨氮的去除效果影響顯著。HRT在24h時(shí)出水氨氮的質(zhì)量濃度可以維持在15mg/L以下，而12h時(shí)氨氮去除效果顯著下降。同時(shí)，溫度對(duì)處理效果也有一定的影響，研究表明，反應(yīng)器溫度下降導(dǎo)致反應(yīng)器出水氨氮異常升高，HRT增加至48h可以恢復(fù)MBBR對(duì)于氨氮的去除效果，并且出水氨氮濃度可穩(wěn)定在10mg/L以下。

2.4 PACT法

PACT法是在生化進(jìn)水中投加粉末活性炭(PAC)，利用粉末活性炭吸附溶解氧和有機(jī)物，在曝氣池中進(jìn)行微生物分解的污水處理工藝。由于巨大的比表面積和很強(qiáng)的吸附能力，活性炭可以吸附廢水中大量的污染物和有毒物質(zhì)，將污染物的水力停留轉(zhuǎn)化為固體停留以延長(zhǎng)生化反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)避免有毒物質(zhì)對(duì)微生物的毒害，保證了廢水處理的穩(wěn)定，工藝中的活性炭可循環(huán)利用。PACT法活性炭吸附處理COD的動(dòng)態(tài)吸附容量為100%～350%，處理難生物降解污染物的效果比較好。將PACT法運(yùn)用到生物短程脫氮工藝中，將系統(tǒng)總氮脫除效率由43.8%～49.6%提高到了68.8%～75.8%。采用PACT法處理煤制油低濃度含油廢水，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，PACT對(duì)COD、SS(固體懸浮物)、NH3－N、油的平均去除率分別為75%、62%、59%、78%，出水水質(zhì)達(dá)到了污水綜合排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

雖然在廢水的每個(gè)處理環(huán)節(jié)都有科學(xué)、先進(jìn)的工藝，然而單憑一種工藝卻難以實(shí)現(xiàn)最好的處理效果。譬如，單憑生物氧化工藝，會(huì)有難以降解的污染物存在于出水中，另外還會(huì)有較高含量的COD，這根本無法達(dá)到排放要求，盡管吸附法能夠使COD得以有效地去除，但卻容易導(dǎo)致二次污染與吸附劑再生等問題的出現(xiàn)。所以，在處理具體的廢水過程中，我們應(yīng)當(dāng)靈活應(yīng)用各種工藝，這是將來處理煤化工廢水的一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]王香蓮，湛含輝，劉浩.煤化工廢水處理現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].現(xiàn)代化工，2014，34(3)：1-4.

[2]孫貴軍.煤化工廢水的來源及處理方案[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013，18(6)：119.

[3]章莉娟，馮建中，楊楚芬，等.煤氣化廢水萃取脫酚工藝研究[J].環(huán)境化學(xué)2006，25(4)：488-490.