論煤化工污水處理工藝選擇

高曉亮

（山西省保障性安居工程投資有限公司， 山西 太原 030024）

煤化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量污水主要以高濃度、難降解、有毒的煤氣洗滌廢水為主，由于富含大量OH、CH、油、氨氮等有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)過(guò)科學(xué)處理排放會(huì)對(duì)周邊地區(qū)的水源及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。生態(tài)環(huán)境的脆弱，致使煤化工產(chǎn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾日益突出?，F(xiàn)階段，我國(guó)煤化工企業(yè)的污水處理工藝主要采用缺氧—好氧生物法處理（A/O工藝），在處理苯酚類物質(zhì)方面取得了良好的效果，但是在處理吲哚類、吡啶類、聯(lián)苯類等有機(jī)物時(shí)難以有效分解，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行抽樣很難達(dá)標(biāo)。煤化工污水處理成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，如何選擇科學(xué)有效的污水處理方法成為關(guān)鍵[1]。

1 煤化工廢水特點(diǎn)

煤化工生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生大量的廢水，廢水中成分復(fù)雜含有大量OH、CH、油、氨氮等有毒有害物質(zhì)和難以降解的吲哚類、聯(lián)苯類、吡啶類有機(jī)物，處理技術(shù)要求高，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。煤化工廢水特性為高COD、高酚、高鹽類，B/C比值低，含大量難降解物質(zhì)，采用傳統(tǒng)的缺氧—好氧生物法處理（A/O工藝）只能對(duì)苯酚類和油脂類物質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單預(yù)處理，對(duì)于砒啶類、咔唑類和聯(lián)苯類有機(jī)化合物難以取得理想處理效果。

要想對(duì)處理后的廢水實(shí)現(xiàn)零排放，就需對(duì)處理技術(shù)和設(shè)備要求更為加嚴(yán)格。經(jīng)生化技術(shù)處理過(guò)的廢水，檢測(cè)后水中的重鉻酸鹽指數(shù)（CODcr）、氨酚、氨氮等濃度有所下降，但是水中COD、色度仍難以達(dá)標(biāo)。廢水處理成為制約行業(yè)發(fā)展的難題之一，如何尋求處理效果好、工藝穩(wěn)定和成本低的技術(shù)成為關(guān)鍵。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤化工廢水處理技術(shù)也層出不窮，但是各類處理工藝和技術(shù)也是各有利弊[2]。

2 煤化工廢水的處理工藝

現(xiàn)階段，煤化工企業(yè)在污水處理工藝主要采用物化預(yù)處理、生化處理（上流式厭氧污泥床UASB處理技術(shù)和載體流動(dòng)床生物膜法CBR技術(shù)等）和物化深度處理。

2.1 物化預(yù)處理

物化預(yù)處理通常采用隔油和氣浮的處理方法。鑒于廢水中焦油含量高會(huì)對(duì)后期生化處理效果打折，使用氣浮方法對(duì)煤化工廢水進(jìn)行預(yù)處理，關(guān)鍵是將回收后的焦油循環(huán)再利用，這樣還能起到防止處理廢水過(guò)程中爆氣的效果。

2.2 生化處理

生化預(yù)處理技術(shù)主要采用缺氧與好氧生物法處理（A/O工藝），鑒于煤化工廢水中含有大量的環(huán)類化合物且成分復(fù)雜，使用好氧生物法來(lái)處理廢水后，檢測(cè)水中的COD指標(biāo)極不穩(wěn)定。隨著技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了載體流動(dòng)床生物膜法（CBR）、PACT法、厭氧生物法和厭氧－好氧生物法等。

2.2.1 厭氧生物法

上流式厭氧污泥床（UASB）處理技術(shù)，是使煤化工廢水在特殊反應(yīng)容器中逐級(jí)自下而上流動(dòng)，將廢水中含有的有機(jī)物通過(guò)微生物直接轉(zhuǎn)化為CH4、CO2等并排到反應(yīng)器上部，同時(shí)加裝三相分離器的反應(yīng)容器，實(shí)現(xiàn)了氣、液、固的三相分離。

2.2.2 改進(jìn)的好氧生物法

2.2.2.1 PACT法

PACT法是在活性污泥池中添加活性炭粉末，充分利用活性炭的吸附作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物和溶解氧的吸收，同時(shí)吸收的雜物還可成為微生物的食物，以此形成完整的循環(huán)鏈條，使有機(jī)物的氧化分解能力明顯提升。

2.2.2.2 載體流動(dòng)床生物膜法（CBR）

載體流動(dòng)床生物膜法（CBR）是基于特殊結(jié)構(gòu)載體的生物流化床技術(shù)。該技術(shù)在同一個(gè)生物處理單元中將生物膜法和活性污泥法有機(jī)結(jié)合，提升反應(yīng)池的處理效果，并增強(qiáng)系統(tǒng)抗沖擊能力，可有效降解廢水難以降解的污染物，降低出水中的COD濃度。該方法在處理濃度較高的煤化工廢水技術(shù)中被廣泛使用，還被應(yīng)用于后續(xù)的深度處理回用單元。

2.2.2.3 厭氧－好氧聯(lián)合生物法

污水處理廠單純采用好氧或厭氧技術(shù)來(lái)處理工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)零排放很難達(dá)標(biāo)，雖然經(jīng)過(guò)厭氧酸化技術(shù)處理過(guò)的工業(yè)廢水中有機(jī)物的生物降解能力提升明顯，尤其是去除重鉻酸鹽（CODcr）方面效果顯著。污水處理廠采用該技術(shù)在降解有機(jī)物萘、喹啉和吡啶時(shí)效果顯著[3]。

2.3 煤化工污水深度處理

煤化工廢水在經(jīng)過(guò)生化預(yù)處理后，水中重鉻酸鹽指數(shù)（CODcr）、酚類和氨氮的濃度明顯降低，但是對(duì)COD、色度等處理上仍然難以達(dá)到零排放標(biāo)準(zhǔn)。必須采用深度處理的方法來(lái)進(jìn)一步處理，深度處理技術(shù)包括：高級(jí)氧化、吸附、混凝沉淀和固定化生物技術(shù)及反滲透膜等處理技術(shù)。

2.3.1 高級(jí)氧化技術(shù)

鑒于煤化工廢水中的有毒有害物質(zhì)成分復(fù)雜、含量高，特別是難以降解的酚類、多環(huán)芳烴、含氮有機(jī)物等有機(jī)物含量高，會(huì)影響后續(xù)的廢水處理質(zhì)量。高級(jí)氧化技術(shù)主要是通過(guò)在煤化工廢水中釋放HO自由基，來(lái)降解有機(jī)污染物。高級(jí)氧化技術(shù)根據(jù)產(chǎn)生自由基的方式和反應(yīng)條件的不同，可將其分為光化學(xué)氧化、催化濕式氧化、臭氧氧化、電化學(xué)氧化等。催化氧化技術(shù)主要是在廢水處理的前期，提高煤化工廢水的生化能力，由于使用過(guò)程中能耗大、成本高，所以實(shí)際應(yīng)用較少。

2.3.2 吸附法技術(shù)

吸附法是通過(guò)固體表面的吸附能力來(lái)吸附去除膠質(zhì)，但是當(dāng)吸附表面的固顆物大時(shí)效果不明顯，僅用來(lái)吸附較小的膠質(zhì)顆粒物。由于該技術(shù)的吸附量大、成本高，僅適合小型污水處理廠使用。

2.3.3 混凝沉淀技術(shù)

混凝沉淀計(jì)劃是依靠重力沉降作用來(lái)實(shí)現(xiàn)煤化工廢水中懸浮物的固液分離。通過(guò)有機(jī)懸浮物的沉淀來(lái)降低后續(xù)固化生物處理過(guò)程中的有機(jī)負(fù)荷。污水處理廠通過(guò)在工業(yè)廢水中加入鋁鐵鹽、聚鐵和聚丙烯酰胺等混凝劑來(lái)提高沉淀效果。

2.3.4 固定化生物技術(shù)

固定化生物技術(shù)是采用固定菌種，對(duì)含有機(jī)毒物的廢水進(jìn)行針對(duì)性地降解。經(jīng)馴化后的菌種對(duì)喹啉類物質(zhì)的降解能力較污泥高三倍，且降解率高，經(jīng)處理后廢水中的喹啉和吡啶類物質(zhì)含量大幅下降，所以該技術(shù)應(yīng)用較廣。

3 結(jié)語(yǔ)

煤化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量污水如果不經(jīng)過(guò)科學(xué)處理任意排放會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。由于我國(guó)環(huán)境保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻，必須提高煤化工污水的處理效果和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)煤化工污水的零排放，打破制約煤化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與煤化工產(chǎn)業(yè)的和諧發(fā)展。

[1]查傳正，李偉，李志奎，等.煤化工生產(chǎn)廢水處理工程實(shí)例[J].化工礦物與加工，2006（3）：32-33.

[2]崔保華，劉軍.應(yīng)用AO法處理煤化工酚氰廢水[J].煤化工，2001（3）：52-54.

[3]張麗亞.SBR技術(shù)在水電站生活污水處理中的應(yīng)用[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2013（6）：29-31.