煤化工廢水處理技術(shù)研究與進展

喬慷凱 張珂

【摘要】煤炭資源是我國重要的能源之一，而且我國煤炭資源的儲量居世界前列。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，煤資源的消費結(jié)構(gòu)和方式也發(fā)生了較大的變化，但是還存在煤炭利用效率不高的現(xiàn)象，加劇了環(huán)境污染的現(xiàn)象。煤化工技術(shù)是指以原煤為原料，采用化學等方法等技術(shù)措施，使煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的產(chǎn)品的過程。煤化工所涉及的產(chǎn)品眾多，提升了煤炭的利用效率，是推動煤炭能源高效利用的重要途徑。鑒于此，本文就煤化工廢水處理技術(shù)研究與進展展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

【關(guān)鍵詞】煤化工；企業(yè)廢水；處理技術(shù)；研究進展

一、煤化工廢水處理技術(shù)

（一）酚的回收

回收酚的方法有溶劑萃取法和蒸汽吹脫法。蒸汽吹脫法采用堿液吸收廢水中直接蒸出的揮發(fā)酚，形成酚鈉鹽溶液，再經(jīng)中和與精餾回收廢水中的酚，蒸汽吹脫法具有工藝簡單，經(jīng)濟實用的優(yōu)點。溶劑萃取法利用酚在萃取溶劑與水中的分配系數(shù)的不同，實現(xiàn)酚的轉(zhuǎn)移。通常采用分配系數(shù)高、與水不互溶、安全低毒的萃取溶劑。Chen等研究了甲基異丁基酮+酚+水、甲基異丁基酮+對苯二酚+水2種液液三相平衡體系的脫酚效果，認為甲基異丁基酮萃取對苯酚的效率要高于甲基丁基酮。

（二）氨的回收

氨的回收主要采用水蒸汽汽提-蒸氨的方法，可按熱源是否與氨水接觸分為直接蒸氨和間接蒸氨法。基本工藝流程為采用磷酸銨溶液吸收經(jīng)汽提而析出的可溶性氨氣，得到富氨溶液經(jīng)汽提器汽提，使磷酸銨溶液與氨氣分離，達到磷酸銨溶液再生與氨氣回收的目的。Li等采用膨脹顆粒污泥床反應器能顯著提高出水水質(zhì)，降低廢水的COD含量，同時將污染物分解為小分子氣體。

二、生物技術(shù)

（一）厭氧生物處理工藝

常規(guī)的厭氧工藝處理煤化工廢水存在反應器啟動困難、處理效能低等問題，往往依賴于活性炭吸附或者稀釋的方法才能正常運行。但是，活性炭存在易飽和、再生和更換操作復雜等困難，而稀釋無疑增加了處理水量和運行成本，更會造成有毒和難降解物質(zhì)在反應器內(nèi)的不斷積累，負面影響了厭氧處理效果。

（二）好氧生物處理工藝

煤化工廢水經(jīng)過厭氧處理后出水含有高濃度的污染物同時也具有較好的可生化性，通常采用好氧活性污泥工藝進一步處理。針對傳統(tǒng)活性污泥法處理效率低的缺點，可以通過人工投加或固定馴化特殊微生物，高效去除廢水中特定的有毒或難降解有機物，提高原有工藝處理性能。Y.S.Liu等在中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司廢水生物處理工藝現(xiàn)場二沉池的底泥中分離出4株長鏈烷烴降解菌，富集培養(yǎng)后投加到生物移動床（MBBR）工藝處理煤制氣廢水，高效菌的投加縮短反應器啟動時間，有效地提高了長鏈烷烴及廢水COD的去除效果。目前，哈爾濱工業(yè)大學的韓洪軍教授課題組已經(jīng)將分離出來的酚降解菌制備出菌劑投加至煤制氣廢水生物處理工程，顯著地提高了原工藝對酚類物質(zhì)的降解效能，但是，其長期處理效果仍需進一步研究。同時，好氧生物膜采用投加載體填料促進活性污泥中微生物固著生長，其微生物濃度是傳統(tǒng)污泥法的幾倍，擁有更為復雜的生物系統(tǒng)，更強的抗沖擊負荷能力，適合處理含有大量有毒和難生物降解物質(zhì)的煤制氣廢水。H.Q.Li等采用MBBR處理煤制氣廢水，水力停留時間48h后，出水COD、總酚、氨氮去除率分別達到了81%、89%、94%，該研究認為固著的生物膜比懸浮活性污泥具有更好的抗沖擊能力和有機物降解效能。同時，好氧生物膜工藝不僅可以作為廢水處理的二級工藝，也常用于廢水的深度處理，中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司采用曝氣生物濾池對二級處理出水進行深度處理，最終出水中COD和氨氮均達到國家排放標準，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

三、煤化工廢水處理技術(shù)未來發(fā)展方向

煤化工業(yè)廢水中難以溶解有機物生物含量超標、成分組成復雜，目前國內(nèi)的單一處理工藝比較成熟，但出水量供小于求，而且多個工藝的一起處理則可以互幫互助，在煤化工業(yè)廢水處理過程中達到了較好的出水效果，高級氧化廢水處理法具有用時時間短、過程人為可控、出水效率高、氧化溶解能徹底解決等優(yōu)點，一直是研究的重點內(nèi)容，但目前該技術(shù)用錢費、能耗消耗大的問題制約了其大規(guī)模的開發(fā)應用，開發(fā)具有實際應用可行性的高級氧化處理技術(shù)將是廢水處理研究的目標之一。生物膜處理技術(shù)具有變化性小、沒有化學反應、性價比高、適應性強、低能耗等優(yōu)點，在煤化工廢水未來處理中有著廣泛的應用前景，未來新型功能膜材料廢水處理的開發(fā)、制備技術(shù)優(yōu)化處理、分離效果處理和水通量效率提高、壽命延長等將是未來膜研究工作的主要內(nèi)容方向。

四、結(jié)語

煤化工技術(shù)給煤炭資源的利用帶來了新的發(fā)展方向，提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水又給我們提出了一個新的難題，由于其水量大，污染物濃度高，而且成分復雜，毒性大，單一的處理技術(shù)根本不能滿足要求。建議企業(yè)和研究機構(gòu)在結(jié)合實際工程的前提下，加大對煤化工廢水處理技術(shù)的研究，努力及早實現(xiàn)處理效率高、環(huán)境友好的廢水處理技術(shù)，以帶動煤化工行業(yè)向著更高的方向發(fā)展。

參考文獻

[1]吳限.煤化工廢水處理技術(shù)面臨的問題與技術(shù)優(yōu)化研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2016.

[2]馮一偉.高濃度煤化工廢水的處理新技術(shù)研究[D].太原：中北大學，2016.

作者簡介：喬慷凱（1989—），男，陜西渭南人，助理工程師。