煤化工廢水處理存在的問題及對策

李子靖

摘 要：隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，煤化工企業(yè)也正面臨著日益嚴(yán)峻的廢水處理問題。文章對煤化工廢水污染物的特征進(jìn)行了介紹，另外對存在于目前處理煤化工廢水中的問題進(jìn)行了論述，并對處理當(dāng)下煤化工廢水的相應(yīng)對策進(jìn)行了探討，旨在為當(dāng)今煤化工企業(yè)的發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：煤化工；廢水處理；對策

中圖分類號： X78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）13-162-2

0 引言

當(dāng)下我國最重要的化石能源就是煤炭，大規(guī)模的煤氣化占據(jù)了目前新型煤化工業(yè)的主導(dǎo)地位，其主要是對可取代石油化工的產(chǎn)品以及清潔的能源等進(jìn)行生產(chǎn)。許多企業(yè)對成品油、二甲醚、天然氣甲醇及乙烯等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，通常是借助生物化工與催化分離、合成等最先進(jìn)的技術(shù)來完成的。然而，我國煤炭資源與水資源的分布是成反比的，我國已探知的煤炭總資源的67%左右主要分布在寧夏自治區(qū)、山西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)與陜西省等地，但這些地方卻只有不到4%的全國總水資源占有量。當(dāng)下許多地方正如火如荼地開展著煤化工企業(yè)建設(shè)，但卻由于缺乏足夠的水資源，導(dǎo)致發(fā)展我國煤化工企業(yè)受到嚴(yán)重的制約。因此，對處理煤化工廢水的對策進(jìn)行探究具有重要的現(xiàn)實意義。

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發(fā)展煤化工企業(yè)，其也嚴(yán)重地影響著國內(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。煤化工的有機廢水中的有害成分會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，其有害成分相對比較簡單，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，其有害成分相對就沒那么簡單了，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 存在于處理煤化工廢水中的問題

2.1 對煤化工廢水進(jìn)行處理方面的工藝問題

由于過多的油類物質(zhì)會使后期的生化處理效果受到嚴(yán)重的影響，而隔油法可以使這一難題得以較好地解決，因此，經(jīng)常需要采用隔油法來預(yù)處理煤化工企業(yè)的廢水，然而隔油法的處理效果卻十分有限，而且在對其進(jìn)行回收利用中存在很大的難度。在對預(yù)處理完成后的廢水進(jìn)行后期處理過程中，通常是采用缺氧-好氧的方式來進(jìn)行，因為通常會有許多雜環(huán)類與環(huán)類等物質(zhì)存在于煤化工企業(yè)的廢水中，在采用好氧的生物法對其進(jìn)行處理之后，雖然會在一定程度上降低煤化工企業(yè)廢水中出水的COD與氨氮的濃度，然而由于難降解有機物對其的影響，致使只有出水的COD及色度等參數(shù)不能與化工廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)相符合，出水的水質(zhì)波動很大。處理傳統(tǒng)的深度廢水的辦法還不完善，對其的處理效果還不明顯[1]。

2.2 經(jīng)濟(jì)方面的問題

一般來說，煤化工企業(yè)都需要投入大量的資金，在處理煤化工廢水方面，不僅需要對技術(shù)方面的問題進(jìn)行處理，而且還需要巨大的資金投入。據(jù)相關(guān)的估算，針對采用魯奇工藝且投資資金大于100億元的煤化工企業(yè)，其在處理廢水方面的投入資金預(yù)計在8億元左右，這大概是企業(yè)環(huán)保投入資金總額的2/3；而針對采用水煤漿工藝的煤化工企業(yè)，其在處理廢水方面的投入資金大概是企業(yè)環(huán)保投資總額的50%。處理有機廢水的投資成本通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于處理含鹽廢水的投資成本。

3 處理當(dāng)下煤化工廢水的相應(yīng)對策

3.1 處理含鹽廢水的對策

含鹽廢水包括循環(huán)排污水、經(jīng)脫COD與氨氮的有機廢水以及化學(xué)水站排放的污水等，其含有較多的溶解性鹽類，而COD與氨氮的含量卻很少，其TDS值通常在0.5～5g/L范圍內(nèi)，同時會有一定的固體雜質(zhì)存在于其中。經(jīng)過混凝沉降之后的含鹽廢水就可以正常排放，然而如果想將它用作化工生產(chǎn)的回用水，就必須去除其鹽成分。

離子交換法、膜分離法及蒸餾法等工藝都是處理含鹽廢水的辦法。反滲透與超濾是膜分離的主要工藝，我國大部分的煤化工企業(yè)都是對這兩者結(jié)合的雙膜工藝進(jìn)行采用。廢水在進(jìn)入雙膜前，不僅需要將懸浮固體過濾除去或沉淀絮凝，而且還要對廢水中COD的含量進(jìn)行嚴(yán)格把控，避免污染或破壞RO膜與超濾膜。膜分離技術(shù)其本質(zhì)就是分子級過濾，其雖然能夠?qū)细竦幕赜盟枰垣@取，但其也會產(chǎn)生更高濃度的鹽水。在現(xiàn)實的應(yīng)用過程中，經(jīng)過雙膜之后大概有65%的廢水可被直接回用，而另外35%的鹽水由于其TDS值是進(jìn)水的多倍，因此，必須進(jìn)行更深入的除鹽處理。結(jié)合采用水軟化技術(shù)與高效膜濃縮工藝，能夠使?jié)恹}水的回收率實現(xiàn)極大地提升，最多可回收95%的濃鹽水[2]。

蒸餾法是目前對高濃鹽水進(jìn)行處理的主要方法，機械蒸發(fā)與自然蒸發(fā)都屬于蒸餾法的范疇，此種傳統(tǒng)的辦法對于高濃度鹽水的處理具有明顯的效果。機械蒸發(fā)主要是借助外部能量，在蒸發(fā)裝置內(nèi)加快蒸發(fā)高濃鹽水，如多效蒸發(fā)工藝、蒸汽壓縮蒸發(fā)工藝及多效閃蒸工藝等都是當(dāng)前我國最主要的機械蒸發(fā)工藝，其適用于已有的工程應(yīng)用。機械蒸發(fā)雖然在某些程度上使處理高濃鹽水的速率實現(xiàn)了提升，其也不需要占用太大的面積，然而它卻需要耗費大量的能量，需要較高的運行費用。通過蒸餾處理之后，90%的高濃鹽水可被回用，另外少量的超濃鹽水的處理可通過深埋或自然蒸發(fā)結(jié)晶來完成。在對蒸發(fā)塘進(jìn)行建造之后，將廢水引入蒸發(fā)塘，借助太陽能漸漸蒸發(fā)高濃鹽水，待其結(jié)晶后再將其進(jìn)行填埋，這就是自然蒸發(fā)。自然蒸發(fā)只需簡單的操作工藝，而且也不需要太高的運行費用，但是它需要占用很大的面積，蒸發(fā)效率也不高，只適用于具有充足陽光與廉價土地的區(qū)域。

3.2 處理有機廢水的對策

有機廢水含有較高的氨氮類物質(zhì)與COD，其主要來源于煤氣化工段的生產(chǎn)裝置污水、部分外排污水、生活污水以及地面沖洗水等，使其中的氨氮類物質(zhì)與COD的濃度實現(xiàn)減小，使其與含鹽廢水處理段的進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)或排放標(biāo)準(zhǔn)相符合，這是處理有機廢水的目的。

有機廢水來自很多方面，其水質(zhì)與水量等指標(biāo)極不穩(wěn)定，極有可能會嚴(yán)重影響下游的設(shè)施，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓，因此，通常情況下在物化預(yù)處理有機廢水之前，應(yīng)當(dāng)先將其導(dǎo)入調(diào)節(jié)池。氣浮、沉淀、隔油及過濾等都屬于物化預(yù)處理的工藝，可通過對經(jīng)濟(jì)成本與實際水質(zhì)的考慮來采取其中某個或多個工藝組合。物化法只需簡單的操作工藝，其是在生化處理煤化工廢水之前不可缺少的操作。

處理有機廢水的核心環(huán)節(jié)就是生化處理，結(jié)合現(xiàn)場場地的狀況與廢水污染物的組成特征，可采用MBR、SBR、A/O、A2O及氧化溝等生化處理技術(shù)的結(jié)合，但是操作工藝應(yīng)當(dāng)具備反硝化與硝化能力，有需要時還可通過增加碳源來提升氨氮類物質(zhì)的去除率[3]。

3.3 強化探究廢水的深度處理工藝

在傳統(tǒng)處理辦法波動比較大的狀況下，加強探究煤化工廢水的深度處理就顯得十分有必要了，特別是在煤化工步入新型的生產(chǎn)工藝后，其顯得尤為重要。目前最新的深度處理工藝主要有以下兩方面。

①高級氧化工藝。因為有很多難以降解的有機物質(zhì)存在于煤化工廢水中，所以，其會極大地影響后期的生化處理。高級氧化法的采用能夠在煤化工廢水中形成某些自由基，從而降解那些難以降解的有機物質(zhì)。②吸附法工藝。因為水中的膠質(zhì)與溶質(zhì)會被固體的表面所吸附，因此，當(dāng)煤化工廢水在通過大于自身表面積的固體顆粒表面時，吸附劑就會吸附廢水里的有害物質(zhì)，從而去除廢水中的污染物。譬如活性炭吸附法。

4 結(jié)語

雖然在廢水的每個處理環(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現(xiàn)最好的處理效果。譬如，單憑生物氧化工藝，會有難以降解的污染物存在于出水中，另外還會有較高含量的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新的發(fā)展趨勢。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 孟得娟.煤化工廢水處理的方法分析[J].煤炭技術(shù)，2012.

[2] 谷力彬，劉永健，李遵龍.論煤化工廢水處理的常用工藝與運行[J].化工進(jìn)展，2012（S1）.

[3] 程浩宇.煤化工污染及治理措施探討[J].科技風(fēng)，2012.