新形勢(shì)下煤化工污水處理技術(shù)研究

榮立明

【摘 ?要】我國屬于多煤少油國家，在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谀茉吹男枨罅砍掷m(xù)提升，煤化工行業(yè)的發(fā)展面臨著非常可觀的形勢(shì)。由于煤化工的一大特點(diǎn)是耗水量大，所以維持煤化工的生產(chǎn)過程必然會(huì)產(chǎn)生大量的污水。而我國的煤炭資源和水資源卻呈逆向分布，在煤炭資源豐富的地區(qū)，水資源往往十分匱乏。因此，工藝合理，經(jīng)濟(jì)可行，使經(jīng)過處理的污水能夠循環(huán)利用的廢水處理方案會(huì)給高耗水的煤化工企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

【關(guān)鍵詞】煤化工;廢水;處理技術(shù);解決方案

新型煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)過十年的快速發(fā)展，技術(shù)逐步走向成熟，但在一定程度上仍然存在高煤耗、高水耗、高碳排放、高廢水排放的“四高”問題，綜合我國煤炭資源的分布情況和新型煤化工的建設(shè)地點(diǎn)，“四高”中最為突出的問題就是高水耗和高廢水排放。目前，社會(huì)對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)的爭(zhēng)議較大，但因其作為國家能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，并不能隨意取締，而應(yīng)結(jié)合煤化工的特點(diǎn)，尋求解決方案，以突破新型煤化工發(fā)展的瓶頸——水的制約。因此，從煤化工整個(gè)工藝系統(tǒng)出發(fā)，去尋求煤化工水資源綜合利用新途徑，對(duì)于新型煤化工未來穩(wěn)定發(fā)展意義重大。

1 煤化工廢水的來源

煤化工廢水主要來源于煤焦化和煤氣化過程。

1.1焦化過程產(chǎn)生的廢水

焦化廢水主要來自煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品的精制等過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水。焦化廢水排放量大，成分復(fù)雜。主要來源于剩余氨水、粗苯分離水、終冷富余水、焦油水四部分。焦化廢水含有多種無機(jī)和有機(jī)化合物。其中無機(jī)化合物主要是大量的銨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有機(jī)化合物除酚類外，還有單環(huán)及多環(huán)的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機(jī)化工廢水。

1.2 煤氣化產(chǎn)生的廢水

在煤氣化過程中會(huì)產(chǎn)生污染物濃度極高的廢水，其中含雜環(huán)化合物、多環(huán)芳烴、酚、硫化物、氰化物和焦油等。因原煤種類、成分、氣化工藝及操作等不同，廢水水質(zhì)也不盡相同。下表列出不同工藝廢水的情況。

2 新形勢(shì)下，煤化工污水污染物分類及危害性

2.1油脂

煤化工廢水中，冷凝水、洗滌水及化驗(yàn)室排水等系統(tǒng)是油脂主要來源。一方面，因油脂具有一定的黏性，極易粘貼于管道內(nèi)部，引起管道堵塞，使管子與管件遭到腐蝕。另一方面，因油脂是一種降解難度大的物質(zhì)，在后續(xù)水處理裝置中，生化反應(yīng)有很大的影響，以此有效降低了廢水中COD與BOD清除率。另外，因油脂密度沒有水大，因此一般會(huì)漂浮于廢水層上面，會(huì)帶來難聞的臭味，對(duì)過濾器與濾膜造成阻塞，在煤化工廢水處理中，直接影響到裝置的穩(wěn)定與長期運(yùn)行。

2.2 硫化物

煤化工污水中，硫化物來源于二次加工裝置中塔頂油水分離器、富氣水洗及液態(tài)烴水洗等裝置，因硫化物能夠抑制細(xì)菌生長，所以煤化工廢水存在硫化物時(shí)，就會(huì)毒害生化池微生物，細(xì)菌生長得到抑制，煤化工廢水除碳與除氮效率明顯降低。

2.3 有機(jī)物

煤化工污水中，有機(jī)物危害體現(xiàn)為：一方面氨氮元素，大量涌入水體后，使得水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，水體溶解氧被大量消耗，破壞了水體生態(tài)環(huán)境，對(duì)水體魚類生物生長帶來了很大的影響。;另一方面，有機(jī)物毒性，毒性大但分解難度大，進(jìn)入水體后會(huì)直接影響到生態(tài)環(huán)境。一般，因這些酚類物質(zhì)能夠致癌，其會(huì)通過水體或魚類等生物，直接或間接進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成威脅。

2.4 溶解鹽

煤化工污水中，融解鹽主要來源于氣化廢水、循環(huán)站排污水及電脫鹽裝置排水等。通常，煤化污水中，含鹽總量達(dá)到500-5000mg/L。因融解鹽對(duì)污水處理裝置微生物脫氫酶活性與新陳代謝具有一定的抑制作用，降低了有機(jī)物處理效果，出水水質(zhì)難以符合要求。另外，如果廢水硬度太大，就會(huì)使后期預(yù)處理設(shè)施投資提高，影響到反滲透膜，所以，應(yīng)降低廢水硬度，為水處理裝置穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

3 新形勢(shì)下，煤化工污水處理工藝分析

3.1 預(yù)處理技術(shù)

該處理技術(shù)，旨在解決生化處理無法處理卻有污染性的物質(zhì)。德士谷污水預(yù)處理工藝，針對(duì)懸浮物、二氧化硅及硬度等選用化學(xué)軟化與沉淀相組合的工藝，殼牌工藝污水預(yù)處理技術(shù)是有效處理氰化物，預(yù)處理工藝以破氰工藝為主。魯奇工藝污水處理項(xiàng)目，其目標(biāo)以油類與懸浮物為主，處理工藝為浮動(dòng)收油+隔油+汽浮相結(jié)合的工藝。美化污水中，苯酚是一種有害物質(zhì)，但如果提取物有很高的商業(yè)價(jià)值，相較之銷售商品，酚提取價(jià)格更高，污水處理設(shè)備運(yùn)行獲得一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?，F(xiàn)階段，通常汽提氨法是有效清理煤氣化污水氨物質(zhì)，比如氨與氰化物，一般工藝過程是通過大量蒸汽與煤化污水接觸，確保其能夠有效沉淀污水中包含的游離氨，進(jìn)入吸收塔，氨被磷酸溶液吸收后，再為汽提塔中注入富氨溶液，實(shí)現(xiàn)磷酸溶液的再回收利用，實(shí)現(xiàn)氨處理目標(biāo)。

3.2 深度處理技術(shù)

（1）物理吸附。一般廢水處理后，效果不明顯且污染率比較高，污水難以達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，通常采用活性炭降低廢水COD濃度?；钚蕴课绞强可k法降低難以降解的有機(jī)廢污水或可溶性有機(jī)物，以全氧化污水處理為主要對(duì)象，包含木質(zhì)素、氯及硝基代替芳香族與雜環(huán)等化合物，比如洗滌劑與合成燃料等。活性炭吸附時(shí)，不但能吸收這些降解難度大的有機(jī)物，降低COD含量，促使廢水脫色，消除臭味。所以，在污水處理中，吸附法應(yīng)用日益廣泛。（2）混凝沉淀法。這是一種重要的水處理手段，其以凈化水為目標(biāo)，保持水純凈，去除包含的各種高分子材料，有機(jī)物、重毒金屬及放射性物質(zhì)，磷等可溶性富營養(yǎng)化無機(jī)物，污泥脫水性能得到提升，其所需設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作，有更好地處理效果。但其缺點(diǎn)是有很高的運(yùn)營成本，且含有大量沉淀物。（3）超濾機(jī)反滲透公益，其除鹽效果更好，該方法通過反滲透膜、水溶劑、捕集劑與物質(zhì)進(jìn)行分離，影響過濾材料獲得相應(yīng)的過濾效果。操作方便且成本低，應(yīng)用范圍廣，綠色無污染優(yōu)勢(shì)，可分批次使用，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大推動(dòng)作用。

4 煤化工廢水的生化處理方法

4.1 預(yù)處理

對(duì)煤氣化生產(chǎn)廢水中的氰化物可采用堿性氯化法處理，分兩級(jí)反應(yīng)：一級(jí)反應(yīng)是先將氰 氧化局部氧化為氰酸鹽。

4.2 生化處理

（1）PACT 法

PACT 法是一種向活性污泥系統(tǒng)中投加粉末活性炭，形成復(fù)合式生物反應(yīng)器的新型水處理 工藝。其工藝特點(diǎn)是PAC 顆粒包裹在活性污泥絮體中，通過活性炭吸附和生物降解的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化活性污泥絮體的凈化功能，提高系統(tǒng)的處理能力，利用活性炭粉末對(duì)有機(jī)物和溶解氧的吸 附作用，為微生物的生長提供食物，從而加速對(duì)有機(jī)物的氧化分解能力。既提高了污泥的吸 附能力，也提高了COD 的降解去除率。此外，PACT 法能處理生物難以降解的有毒有害的有機(jī) 污染物質(zhì)。

（2）BAF 工藝

曝氣生物濾池是一種新型的高負(fù)荷浸沒式固定生物膜反應(yīng)池，它結(jié)合了活性污泥法和生 物膜法各自的優(yōu)點(diǎn)，并將生化反應(yīng)和物理過濾（即生物降解去除BOD 和固液分離去除SS）兩種 處理過程合并在同一個(gè)反應(yīng)池中完成。因此，該工藝容積負(fù)荷可以很高，出水水質(zhì)好，無需 另設(shè)二沉池，無污泥膨脹問題。

5 結(jié)論

由于我國是貧油、少氣、多煤的能源結(jié)構(gòu)，決定了現(xiàn)階段煤仍然是主要的能源[5]。煤化工業(yè)可從煤中提取多種產(chǎn)品，這大大提高了煤的綜合利用價(jià)值，而相關(guān)污水工藝技術(shù)的使用是提高水資源綜合利用率、緩解水資源短缺矛盾、減輕水體污染、實(shí)現(xiàn)有限水資源的可持續(xù)利用的有效途徑之一。因此，煤化工企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身特點(diǎn)，合理選擇水處理工藝，最大限度地減少污水外排，使該產(chǎn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)共贏。

參考文獻(xiàn)：

[1] 關(guān)于提高煤化工污水生化系統(tǒng)處理效率的探討[J].神華科技.2012[4].

[2] 煤化工污水處理的工藝選擇[J].工業(yè)技術(shù).2011[6].

[3] 氯堿氧化/混凝氣浮/HBF-N聯(lián)合工藝處理煤化工綜合廢水[J].廣東化工.2010[6].

[4] 淺析煤化工企業(yè)污水排放治理[J].商品與質(zhì)量科學(xué)論壇.2010[2].

[5] 煤化工企業(yè)污水的深度處理[J].科技論壇.2011[21].

（作者單位：唐山中潤煤化工有限公司）