煤化工污水特性和處理技術(shù)研究

崔林

北京石油化工工程有限公司 北京 100107

對社會發(fā)展來看，煤化工產(chǎn)業(yè)在給經(jīng)濟發(fā)展提供強勁動力的同時也給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染。隨著人們對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的呼聲越來越高，煤化工行業(yè)的發(fā)展面臨諸多的挑戰(zhàn)。該行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的污水，這些污水如果不加治理就排放到自然界，就會給周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，這就與現(xiàn)代社會要求的經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展不相符合。面對這種情況，我們要采用經(jīng)濟有效的工藝對煤化工污水進行處理，并不斷的研發(fā)更先進的煤化工污水處理技術(shù)，才能實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 煤化工廢水的基本概況

1.1 煤化工廢水的來源及分類

顧名思義，煤化工企業(yè)自然需要用到大量的煤炭，在對煤炭進行進一步的加工處理的過程中會產(chǎn)生大量的污水，煤化工污水含有成分復(fù)雜的高污染物質(zhì)。如果將這些污水任意地排到自然環(huán)境中，就會造成不可估量的后果，等到污染嚴(yán)重時再對環(huán)境加以治理就會花費巨額資金，這就是為什么要重視煤化工污水治理的原因[1]。煤化工產(chǎn)業(yè)中的污水主要包括有煤氣化廢水、煤液化廢水以及煤焦化廢水。它們的共同特點在于這些廢水中都含有成分復(fù)雜的污染物，而且這些污染物比較難以降解，對環(huán)境都有極大的危害，因此想要把這些污水治理達標(biāo)是比較困難的。

1.2 煤化工廢水的主要特點

煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水一般具有以下幾個特點，色度與濁度比較高、污染物成分復(fù)雜以及難降解。如果將這些不經(jīng)過處理的污水直接排放到自然界中，就會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生無法估量的危害。就其特點來看，首先，煤化工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)的過程中，需要把許多物質(zhì)進行混合，并且會發(fā)生許多化學(xué)反應(yīng)，在一系列的操作之后，廢水中自然會含有許多高色度與高濁度的污染物質(zhì)，比如色基團和助色基團物質(zhì)。其次，廢水中也存在大量的高濃度煤氣洗滌污水，這類污水中存在大量的有毒有害物質(zhì)，如酚、氰、油、氨氮等。廢水中還存在大量的難以降解的有機物，如的酚類、多環(huán)芳香族化學(xué)物及氮、硫的雜環(huán)化合物等，這些有機物的存在使得常規(guī)的辦法對該類廢水的處理效果并不理想。最后，煤化工污水比較難降解是因為其污水中含有聯(lián)苯、喹啉等物質(zhì)。

事實證明，相較于石油、天然氣等其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)，煤化工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生更多的污染物質(zhì)。近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進步，煤化工產(chǎn)業(yè)找到了新的發(fā)展方向，但是，就其污水治理的問題還是沒有得到有效的解決。現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)中還是會產(chǎn)生大量的高濃度的污水，這些污水中的污染物質(zhì)成分依舊有上百種，比如，硫化物等[2]。將污水中污染物的種類進行一個大致的分類，主要有機廢水、含鹽廢水兩種，前者來自于類似煤氣化工工藝廢水等方面，它含鹽量相較之下不高，其主要包括有COD。后者的來源也比較廣，類似循環(huán)水系統(tǒng)排水、除鹽水系統(tǒng)排水等。結(jié)合煤化工的生產(chǎn)特點考慮可知，煤化工污水來自于生產(chǎn)的諸多地方，這類污水的排放面比較廣。

1.3 煤化工廢水的處理現(xiàn)狀

在煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程需要耗用大量的水資源，再加上煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)繁多，每個環(huán)節(jié)的產(chǎn)物也不同，所以煤化工污水中污染物質(zhì)的成分比較復(fù)雜。煤化工污水對環(huán)境嚴(yán)重的污染成為了制約該行業(yè)進一步發(fā)展的主要因素之一。因此，要提高對煤化工污水治理技術(shù)的重視，對煤化工污水進行高效治理，使其對環(huán)境的危害降到最低。就世界上對煤化工污水治理現(xiàn)狀來看，主要采用的辦法有蒸氨脫酚；物化預(yù)處理等。鑒于煤化工污水難降解的特點，利用生物技術(shù)對其進行處理達不到理想的效果，一些污染物處理根本達不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由此可見，要想實現(xiàn)煤化工污水的零污染，相關(guān)技術(shù)還有待進一步發(fā)展。對煤化工污水進行有效治理采取的辦法主要有兩種，即分離處理和轉(zhuǎn)化處理。

2 煤化工污水的處理技術(shù)基本概況

2.1 預(yù)處理法

由于煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的特點，最終會導(dǎo)致其污水中含有許多的油，針對這類情況，向污水中添加適量的輔助藥劑可以將污水中的乳化油、溶解油去除掉，利用相關(guān)的工藝設(shè)備也可以實現(xiàn)同樣的效果[3]。在多種辦法中，氣浮法得到了比較廣泛的應(yīng)用。不同的壓力下，空氣溶于水的程度也是不同的，通過適量的水增加壓力，可以使空氣溶于水中，然后經(jīng)過減壓釋放裝置進入氣浮，溶解到一定程度的空氣會以氣泡的形式呈現(xiàn)。在這些氣泡的幫助下，水中雜質(zhì)顆會上升至水面，這樣雜質(zhì)就可以從水中分離出來。

2.2 生化處理

在進行生化處理的過程中，可以利用的工藝很多，常用的活性污泥法和生物膜法，前者包括有A/O、SBR、氧化溝、MBR等，后者有接觸氧化法、曝氣生物濾池（BAF）等工藝。上述不同的處理工藝都具有其與眾不同的特點，在使用時不可一概而論，要在對煤化工污水進行全面分析的基礎(chǔ)上，靈活地選擇采用上述辦法。另外，鑒于煤化工污水具有濃度高、難降解的特點，因此在生化工藝的選擇上要綜合考慮多種因素。對煤化工污水進行處理的前期，可以先利用厭氧工藝進行治理，該工藝具有能耗低、運行負(fù)荷高的優(yōu)點。

2.3 深度處理法

污水經(jīng)過上一步的處理之后，大部分污染物質(zhì)已經(jīng)去除，但是廢水中還含有氨氮和有機物，這些物質(zhì)的存在使得廢水任然不可以直接排放，對廢水進行進一步的處理就十分必要。深度處理工藝有很多，如混凝沉淀法、活性炭吸附法、曝氣生物濾池（BAF）、臭氧氧化、超濾反滲透等。

廢水在經(jīng)過混凝沉淀法處理后，高濁度、高硬度與高色度的污水可以取得一定的治理效果。相較于其他的辦法，該辦法對污水處理的效果更好，操作起來也比較簡易[4]?；钚蕴课椒梢杂行У貙﹄y降解污染物進行吸附。相較于傳統(tǒng)的辦法，該辦法可以達到更好的處理效果，如一些洗滌劑等污染物也可以得到有效清除。除此之外，除了吸附那些難降解的物質(zhì)，采用活性炭吸附法還可以對污染物質(zhì)進行有效的脫色、脫臭處理，活性炭吸附法將活性炭的作用進行了充分的利用，實現(xiàn)了對煤化工污水的有效治理。

曝氣生物濾池（BAF）可以將廢水中氮和磷有效地去除掉，該工藝把生物氧化與過濾綜合起來進行運用。該類廢水處理工藝可以在許多的污水處理階段使用。該工藝還可以對廢水中的污染物進行降解和過濾，最終使得廢水處理效果更好，SS很低，在經(jīng)過該工藝處理之后，可以不再進行二次沉淀池，這樣就會減少占地和資金的耗費。除此之外，該工藝可以對氧進行高效的傳輸與利用，單位處理量需要曝氣量小。在實際應(yīng)用過程中，BAF工藝一般不會單獨使用，它往往會和高級氧化工藝綜合起來進行運用。利用臭氧可以將難降解的物質(zhì)進行開環(huán)裂解，從而對廢水中這部分難降解的有機物質(zhì)進行更好地處理。此外。利用該技術(shù)還不會造成二次污染，反應(yīng)條件適中等諸多優(yōu)勢，該技術(shù)在該類污水的處理過程中很受青睞。超濾是利用一種壓力活性膜，除去水中的膠體，顆粒和相對他子質(zhì)量高的物質(zhì)。反滲透一樣，受壓溶液是在壓力下通過膜，膜的設(shè)計可使一定大小的分子被除去。將超濾和反滲透的結(jié)合起來使用，可以將兩種工藝的優(yōu)勢全部發(fā)揮出來，可以實現(xiàn)水資源的重復(fù)利用。前一個裝置可以對反滲透膜進行有效的保護。利用該工藝可以有效地去除水中的物質(zhì)，如可溶性鹽分、膠體等。這總組合型工藝的出水是可以繼續(xù)利用的，只要對出水進行進一步的處理就可以用作鍋爐水。

3 煤化工污水的處理技術(shù)的補充

3.1 汽提-蒸氨法

就對煤化工污水治理的現(xiàn)狀來看，在對廢水做時較多采用的辦法是溶劑萃取法。使用該方法的優(yōu)點在于實際進行起來比較容易，效果比較好的同時成本并不算高昂。氨氮會對微生物的生長產(chǎn)生一定的影響，最終會影響對污水進行生化處理的治理效果?，F(xiàn)下，比較常使用的辦法是汽提-蒸氨法，該方法利用的原理是堿性的廢水在和水蒸氣相互碰觸后，廢水中處于游離狀態(tài)的氨就會被分離開來，從而取得良好的治理效果。而針對于煤化工廢水中存在的大量的油，則主要采取浮法和隔油法進行治理。

3.2 厭氧/好氧技術(shù)

二級處理方法是利用厭氧/好氧技術(shù)進行的，利用活性污泥可以取得好的治理效果。在厭氧、好氧階段下，廢水會發(fā)生不同的反應(yīng)，前者會使得其可生化性增強，后者則會使其發(fā)生硝化反應(yīng)，在這種情況下，氨氮就可以變化為硝酸鹽。這種方法對污水的處理效果雖然不能讓人十分滿意，但是勝在其操作起來比較容易，又比較經(jīng)濟[5]。另一種方法是PACT法，該方法充分利用了活性炭的特點，有效地清除廢水中一些污染物質(zhì)，此外，還促進生化反應(yīng)，從而使得煤化工廢中的氧和有機物更好地進行降解。借用該方法，可以對廢水中的氮和有機物進行有效地處理。最后一個辦法是MBBR法，該辦法將流化床和生物接觸氧化法進行了有機結(jié)合。為了使得生物膜與廢水可以最大程度地進行接觸，它將懸浮填料利用了起來，最后在對煤化工廢水脫氮除磷的方面有良好的效果。在對煤化工污水進行處理的過程中，它用采用了上流式厭氧污泥床技術(shù)。從本質(zhì)上來說，她是將是廢水中的大分子變?yōu)榱诵》肿?，從而實現(xiàn)了可以對煤化工廢水雜環(huán)化合物及酚類物質(zhì)進行清除的目的。

3.3 煤制油污水處理法

煤制油是一種通過一系列化學(xué)反應(yīng)而最后生成的化工產(chǎn)品，在此工程中，不僅要消耗掉大量的煤炭，還會用到大量的水資源。有數(shù)據(jù)表明，每生產(chǎn)一噸該產(chǎn)品就會消耗掉數(shù)十噸的水資源。在煤制油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水通常難以進行生化性處理，該類污水的乳化度與色度都比較高，除此以外，像其它煤化工污水一樣，它也含有大量的污染物質(zhì)和有機物，這些都是造成煤制油污水難以進行有效處理的原因。一般情況下，對該類污水進行處理的辦法主要有兩種，即物化與生化。前者主要是利用了活性炭可以將污水中的污染物質(zhì)進行吸附的特點。后者的主要優(yōu)勢在于其比較經(jīng)濟，在實際的污水處理中得到了大量的運用。鑒于該類污水的特性，污水中含有大量的有毒物質(zhì)和有機物，因此，單單想利用前一種辦法就徹底去除污水中的污染物質(zhì)是幾乎無法實現(xiàn)的。在實際的操作過程中，人們會利用活性炭吸附法對該類污水進行初步處理，然后在采用生化法對其進行進一步的處理，從而最后達到有效去除污水中的污染物質(zhì)的目的。在將生化法與物化法相結(jié)合起來對污水進行處理的過程中，產(chǎn)生的最主要的問題在于過程比較耗時，而且污水處理成本會上升。綜上，該方面面臨的主要問題是，如何在保證污水處理效果的基礎(chǔ)上進一步縮短該過程和減少處理成本。

4 結(jié)語

煤化工業(yè)的發(fā)展在給社會經(jīng)濟的發(fā)展提供強勁動力的同時也帶來了嚴(yán)重的污染，尤其是污水污染。如果不解決這個問題，煤化工業(yè)很難得到進一步的發(fā)展。由于煤化工污水中含有的污染物質(zhì)成分復(fù)雜，而且又很難降解，這就為煤化工污水的處理工作帶來了巨大的困難。就目前該方面的發(fā)展情況來看，只要前面的裝置正常工作的狀態(tài)下，經(jīng)過治理的煤化工污水對環(huán)境的影響就幾乎為零相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域要重視對污水處理技術(shù)的研究，要不斷地探索研究新的技術(shù)和工藝，最終實現(xiàn)煤化工污水無污染排放的目標(biāo)。