煤化工廠污水處理的環(huán)保對(duì)策

梁彩霞

(上海電氣集團(tuán)國(guó)控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030006)

引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加快，提高了煤化工企業(yè)的發(fā)展速度，但煤化工廠在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生大量的工業(yè)污水，此類(lèi)污水中含有各類(lèi)有毒有害化學(xué)物質(zhì)。目前，對(duì)此類(lèi)污水處理技術(shù)的應(yīng)用仍是一大難點(diǎn)問(wèn)題，存在污水處理效率低、成本高、適應(yīng)性較差等問(wèn)題。為了提升煤化工廠污水的處理效率，需要針對(duì)實(shí)際情況更新環(huán)保對(duì)策，減少對(duì)水環(huán)境的破壞，并對(duì)污水處理的難點(diǎn)予以解決。

1 案例分析

1.1 案例分析

某煤化工廠緊鄰該區(qū)域的鐵路以及高速公路，廠區(qū)內(nèi)可生產(chǎn)6萬(wàn)t/a煤焦油和2.5萬(wàn)t/a碳黑，在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生了大量污水，經(jīng)檢測(cè)污水中污染物主要有COD、油類(lèi)物質(zhì)、硫化物、揮發(fā)酚、氰化物等，由于煤化工廠產(chǎn)生的污水對(duì)環(huán)境影響較大，因此該行業(yè)對(duì)污水廢水的處理提出了相應(yīng)的環(huán)保要求，必須保障污水處理后的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家或地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)部分污水處理后得到的中性水進(jìn)行循環(huán)利用。該工廠新建一座處理規(guī)模為250 m3/h的污水處理廠，污水經(jīng)處理達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)標(biāo)準(zhǔn)后就近排入河流，大大減輕了對(duì)周邊水環(huán)境的污染，同時(shí)該企業(yè)在實(shí)行污水治理后，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到當(dāng)?shù)丨h(huán)保驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 污水特性分析

污水中常見(jiàn)的有毒有害物質(zhì)較多，以上述煤化工廠為例，污水中主要污染因子包括有氨氮、COD等，其中COD值在4 000 mg/L～6 000 mg/L，氨氮濃度為200 mg/L左右。根據(jù)現(xiàn)階段煤化工業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條，其產(chǎn)生的污水類(lèi)型有焦化污水、煤液化污水、煤氣化污水等。不同類(lèi)型的污水具有差異化的水質(zhì)特征，具體如表1所示。焦化污水中剩余氨水的污染量較大，也是氨氮等污染物的主要來(lái)源；煤氣化污水是在造氣爐出口位置經(jīng)過(guò)循環(huán)水冷卻噴淋系統(tǒng)來(lái)降低煤氣溫度，并將其能夠溶于水的有機(jī)雜質(zhì)、水蒸氣和焦油等進(jìn)行冷凝，從而產(chǎn)生煤制氣污水；煤液化污水一般包含有高濃度廢水和低濃度廢水，主要成分為含硫、含酚污水以及低濃度含油廢水和生活污水等[1]。

表1 污水水質(zhì)特性分析

2 煤化工廠污水處理措施

2.1 污水處理工藝

針對(duì)煤化工廠污水特性，污水一般采用“預(yù)處理+生化處理+深度處理”工藝。廠區(qū)污水經(jīng)管網(wǎng)收集后進(jìn)入污水處理站，先對(duì)其進(jìn)行除油預(yù)處理，去除廢水中油類(lèi)物質(zhì)，為下段生化處理創(chuàng)造條件。生化處理主要是通過(guò)微生物的新陳代謝作用將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、能量以及微生物自身的生命物質(zhì)。深度處理采用膜濃縮工藝，通過(guò)過(guò)濾、反滲透進(jìn)一步去除廢水中懸浮物、有機(jī)物、余氯等雜質(zhì)，污水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或回用。

1)焦化污水處理措施。由于焦化污水是一種高濃度有機(jī)有毒廢水，具有難以降解的特點(diǎn)，因此在該煤化工廠中，主要采用物化和生化處理工藝。即是采用厭氧-水解酸化-好氧處理措施、鐵碳微電解催化氧化處理方法，針對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行有效的電化學(xué)處理，通過(guò)電池陰陽(yáng)極的放電對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解。

2)煤氣化污水處理措施。對(duì)于除氨工藝可選擇先進(jìn)的單塔加壓汽提側(cè)線脫氨法，能夠針對(duì)煤氣化污水等同時(shí)脫除酸性氣和游離氨以及固定氨等，促使污水凈化后能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)可利用厭氧生化工藝，能夠去除污水中含有的難降解有機(jī)物，通過(guò)厭氧處理，利用微生物將污染物分解為小分子有機(jī)物，能夠有效實(shí)現(xiàn)降解去除。當(dāng)前主要是用兩級(jí)兩相厭氧工藝，用于處理煤氣化污水。

3)煤液化污水處理措施。通過(guò)在混凝沉淀池中就加入沉淀劑，促使污水中含有的膠體或者懸浮物能夠?qū)崿F(xiàn)聚沉，有效降低污水的色度和渾濁度，不過(guò)需要嚴(yán)格控制污水的PH值，不能過(guò)高或過(guò)低。另外可以采用高級(jí)氧化法，即是利用強(qiáng)強(qiáng)化性能的自由基，促使大分子有機(jī)物得到分解，形成毒性相對(duì)較小的小分子，不僅具有較好的降解處理效果，而且成本較低。

2.2 污水處理效果[3]

通過(guò)在煤化工廠污水處理中，對(duì)焦化污水進(jìn)行處理時(shí)，可有效降低COD濃度，對(duì)COD和氨氮的去除率分別為99.2%以及98.25%，具有較好的應(yīng)用效果。在處理煤氣化污水時(shí)，利用單塔加壓汽提側(cè)線脫氨法具有不易結(jié)垢、凈化后的煤氣化污水能夠達(dá)到后續(xù)生化處理的標(biāo)準(zhǔn)，可有效脫除酸性氣體以及游離氨等，獲得高濃度氨氣；在對(duì)煤液化污水處理措施中，利用混凝沉淀法+高級(jí)氧化法的效果是對(duì)COD的去除率能夠達(dá)到90%～92.5%，將其濃度降低至600mg/L以下?？傮w來(lái)說(shuō)對(duì)煤化工污水的處理具有良好效果。

2.3 污水處理難點(diǎn)

在該煤化工廠污水處理過(guò)程中，雖然取得較好的效果，但同時(shí)也存在一些難點(diǎn)問(wèn)題。比較常見(jiàn)的則是部分工藝的實(shí)施對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成一定影響，尤其是對(duì)周邊生物的生存環(huán)境產(chǎn)生干擾，急需采取有效的環(huán)境管理方法，降低影響程度。而且對(duì)煤化工污水進(jìn)行處理的工作量大，耗費(fèi)人工較多，而且還會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)和成本高等難點(diǎn)。為保障煤化工污水處理的高效性、貫徹節(jié)能減排的時(shí)代要求，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)采取有效的環(huán)境管理辦法，充分保障煤化工污水處理效果進(jìn)一步得到提升。

3 煤化工廠環(huán)境管理辦法

3.1 結(jié)合實(shí)際構(gòu)建“以廢治廢”平臺(tái)

上述化工廠在污水處理中將環(huán)保放在首要位置，結(jié)合實(shí)際情況構(gòu)建“以廢治廢”平臺(tái)，首先在測(cè)量前獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。循環(huán)水池和消防水池及原污水處理站內(nèi)滯留水量，如表2所示。

表2 循環(huán)水池和消防水池及原污水處理站內(nèi)滯留水量

該化工廠為了更好地開(kāi)展化工廠污水處理工作，建立了“以廢治廢”的平臺(tái)，水質(zhì)按照《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16171-2012)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，使化工廠之間可以通過(guò)這一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息互通交流，提高污水處理的有效性。經(jīng)處理后，出水水質(zhì)指標(biāo)中COD質(zhì)量濃度在5 mg/L～9 mg/L、氨氮在0 mg/L～1 mg/L、揮發(fā)酚在0.001 mg/L左右、氰化物濃度在0.1 mg/L～0.3 mg/L之間、硫化物濃度為0.001 mg/L～0.002 mg/L。同時(shí)，該化工廠針對(duì)氰化物這一常見(jiàn)物質(zhì)，要求面積為6 697.9 m2的循環(huán)水池檢測(cè)時(shí)水中的CN-含量<0.1 mg/L，避免在排放過(guò)程中導(dǎo)致魚(yú)群死亡，以此平衡地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)將化工廠內(nèi)部污水治理工作細(xì)節(jié)上傳到平臺(tái)上，使其他化工廠可以參考借鑒處理方式，盡快將化工廠的一些副產(chǎn)品應(yīng)用到污水處理中，改善化工廠原來(lái)的生化性能，發(fā)揮“以廢治廢”的根本作用。

3.2 高度重視清潔生產(chǎn)

在化工廠的生產(chǎn)過(guò)程中，清潔生產(chǎn)尤為重要，其不僅可以減少污水排放，且能夠減少污水處理的工作量，為了盡快的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，需要將清潔生產(chǎn)切實(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。例如，上述煤化工廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，將一些可以利用的資源進(jìn)行回收，將廢酸應(yīng)用到鐵的微電解過(guò)程中，或?qū)⒏碑a(chǎn)品小分子有機(jī)物應(yīng)用到污水處理中，使得污水在處理后可以再一次應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，改善污水處理的溫度以及環(huán)境，不斷地提高生化降解的速率[4]。

3.3 嚴(yán)格控制二氧化氯溶液濃度

煤化工廠的廢水含酚，在排放之前必須加以處理。在實(shí)際中可以應(yīng)用二氧化氯溶液進(jìn)行廢水沉淀，將COD濃度降低至30 mg/L，在此過(guò)程中需要控制二氧化氯溶液的濃度，具體為10 mg/L～15 mg/L，在二氧化氯溶液反應(yīng)40 min之后，將化工污水中含有的酚物質(zhì)基本去除，部分的酚類(lèi)物質(zhì)均被氧化，如存在未氧化的酚，可以繼續(xù)提高二氧化氯溶液的濃度，以此將污水處理后排放，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。

3.4 實(shí)現(xiàn)污水循環(huán)利用

化工污水在處理后也能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用，如該工程將處理后的污水應(yīng)用到化工生產(chǎn)的其他方面中，并作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水，或?qū)⑵渥鳛槊擕}水以及軟化水?；诖?，相關(guān)的化工廠必須強(qiáng)化污水回收利用的程度，注重對(duì)污水回收可利用技術(shù)的改進(jìn)、創(chuàng)新和研發(fā)，將處理合格的工業(yè)污水變?yōu)榭捎盟?，提高化工廠的污水利用質(zhì)量。

3.5 綜合應(yīng)用多種污水處理技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)加大了對(duì)污水處理新技術(shù)的研發(fā)，并建立技術(shù)交流及推廣平臺(tái)，針對(duì)企業(yè)中先進(jìn)的污水處理設(shè)備降低引進(jìn)成本，提高化工廠積極進(jìn)行污水處理的主動(dòng)性，為未來(lái)環(huán)保工作奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，在污水處理技術(shù)綜合應(yīng)用的過(guò)程中，要求將環(huán)保貫徹始終，以此實(shí)行全面的環(huán)保管理，從源頭上降低工業(yè)污水中污染物含量，如針對(duì)清潔化生產(chǎn)，從可持續(xù)發(fā)展的角度開(kāi)展污水控制與管理，選擇節(jié)能減排的原材料、工藝，提倡發(fā)展企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，及時(shí)更新處理設(shè)備和相關(guān)技術(shù)，發(fā)揮現(xiàn)代化污水處理技術(shù)的作用。

4 結(jié)論

當(dāng)前化工廠污水處理技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)成為限制其生產(chǎn)發(fā)展的主要因素，因此需要將各類(lèi)污水處理技術(shù)靈活應(yīng)用，盡可能降低污水處理的成本，采取有效的環(huán)境管理辦法，保證處理工作能夠順利開(kāi)展。