煤化工废水处理方法范文

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[关键词]煤化工；废水处理；方法分析

中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0124-01

不同于传统的煤化工，新型煤化工主要是以洁净能源和化学品为目标产品，主要包括煤制甲醇、煤制二甲醚以及煤制油等。新形势下，我国的能源结构不断的呈现出“多煤少油”的特点，这为我国未来的油气资源带来了很大的补充，同时也部分替代了传统的煤化工。那么，新形势下的煤化工废水处理主要包括哪些呢？本文主要从以下几点展开论述。

一、煤化工废水所具有的特点

煤化工企业需要大量的用水，所以产生的废水也比较多，废水主要来源于净化煤气、煤炼焦和回收化工产品精制等生产过程。这种废水大多数都有相当复杂的成分，但最主要的还是氨与酚类物质，含有相当多的有机污染物，毒性一般都比较大，污染物浓度也很高，在治理上存在一定困难。若未经合理处置就进行排放，会对水域周边的农作物、人、畜等造成严重危害。煤化工废水中的污染物质有300多种， ，其COD约5000mg/L，氨氮200～500mg/L，是一种典型的含难降解有机物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是苯类和酚类；难降解有机物包括联苯等。

二、当代煤化工废水处理工艺的现状

目前，在煤化工企业中，所排放的废水主要是高浓度的煤气洗涤废水，其中含有许多酚、氨氮以及氰化物等有毒有害的物质，废水中的 COD 平均在 5000mg/L 左右、氨氮也保持在 200～500mg/L 之间。同时，废水中含有的多数有机污染物，是很难降解的。而现阶段煤化工废水处理工艺也是不够完善的，其现状具体表现如下：

2.1 预处理工艺的现状

传统的预处理方法为隔油法，由于油类过多会影响到后续的生化处理效果，而隔油法可以很好地解决这一问题，但效果有限，同时不利于回收利用。

2.2 生化处理工艺的现状

一般情况下，经过预处理之后的煤化工废水，往往通过缺氧――好氧生物法来进行处理，然而煤化工废水中由于含有一定的多环以及杂环类化合物，经过好氧生物工艺处理之后，出水中的氨氮和 COD 指标很难稳定达标。

2.3 深度处理工艺的现状

经过生化处理之后，煤化工废水中出水的氨氮和 COD 等浓度在一定程度上下降了，然而，受难降解有机物的影响，导致出水的色度和 COD 等指标还是不能达到有关排放标准。由此可见，深度处理工艺有着必要性。但是，传统的深度处理方法有限，并且没有取得明显的效果。

三、当代煤化工废水处理工艺的发展

3.1 对好氧生物法的改进

（1）PACT法：这种方法是将活性炭粉末投放到活性污泥曝气池中，因为活性炭对溶解氧和有机物有吸附作用，利用这一特点提供给微生物成长所需的食物，有机物的氧化分解能力有所增加。湿空气氧化法可以对使用过的活性炭再生。（2）载体流动床生物膜法：也称CBR，这种方法是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术，它将同一个生物单元中的活性污泥法和生物膜法有机结合，将特殊载体填料投放到活性污泥池中，这样悬浮填料表面就会附着大量微生物，微生物膜就形成了。使得填料表面所附着的微生物能达到很高的生物量，相比悬浮生长活性污泥工艺来说池中的生物浓度要提高2-4倍，可达到8-12g/L，所以也成倍的提高了降解效率。此方法使用的填料是经过独特设计的，通过鼓风曝气的扰动，在反应池中填料随水流浮动。煤化工废水中的氧气和污染物就与附着生长的生物群充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被生物膜内的微生物充分降解，大大提高了整体系统的降解效率。

3.2 深度处理技术

煤化工废水经过生化处理后，出水中还会存在少量难降解的污染物，导致色度和COD浓度不能达到相关排放标准或者回用标准的要求，需要对其进行深度处理。目前，煤化工废水深度处理常用的方法有混凝沉淀法， 高级氧化法等。（1）混凝沉淀法。王俊洁等研究了高效混凝沉淀技术煤化工废水SS处理中的应用。试验结果显示，采用该技术后，出水浊度可降到3度以下，远远低于传统工艺中的混凝沉淀出水的指标，使得后续滤池的进水负荷大大减小。（2） 高级氧化法高级氧化法是目前煤化工废水深度处理技术中应用较为广泛的一种技术，其中应用较多的高级氧化剂主要包括Fenton试剂， 臭氧等。

3.3 厌氧一好氧联合生物法

近年来化工研究者开始重视好氧和厌氧的联合生物处理法，因为在煤化工废水处理中，单独的厌氧或者好氧技术所处理的废水的达标程度不是令人很满意。煤化工废水经厌氧酸化处理之后，可以有效提升水中有机生物的降解能力，这样就为接下来的好氧生物处理打下了良好的基础，经过前期的处理后CODcr的去除率最终能过超过90%。在煤化工废水中，有一些比较难降解的有机物 ，通过厌氧一好氧联合生物法对这些难降解物的去除率分别能达到55%、70%和67%，这是一般的好氧处理法所不能达到的，其只能将这些难降解的有机物除去20%。

3.4 催化湿式氧化法

催化湿式氧化技术是在高压、高温条件下使用催化剂使得污水中含有的氨、有机物分别氧化分解成水、二氧化碳等无害物质，从而达到净化水质目的。目前，该方法主要应用于以下两大方面：一是用于处理有毒的工业废水；二是用于难降解高浓度有机废水的预处理。该方法具有氧化速度快、适用范围广、流程简单、处理效率高、二次污染小等优点。然而现在市面上催化剂的价格一般都很昂贵所以这也增加了处理的成本， 除此之外使用这样方法对工艺设备要求将会非常的苛刻，同时还要在高温高压环境下进行处理，目前在我国国内很少有厂商使用这种方法来处理废水。

四、结语

随着水污染问题的日益加重，最近几年各行各业以及环保部门都在努力研究废水处理的新技术，尽管很多废水处理的新方法新技术已经在实际的使用中发挥出了重大的作用，但是深入研究就不难发现，有一些新的方法本身就有很多的不足之处，其只能在一定范围内使用在超出其使用范围的条件下它的作用就很难发挥出来。

参考文献

[1]孟得娟.煤化工废水处理的方法分析[J].煤炭技术，2012，04：4-5.

[2]王艳青.煤化工废水处理的方法分析[J].中国石油和化工标准与质量，2012，16：3.

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关键词：煤化工；废水处理；方法；预处理；生化处理

中图分类号：TE08文献标识码： A

引言

煤化工废水来源于煤化工，企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质且含有酚类。综合废水中 CODcr一般在 5000m g/L左右、氨氮在 200-500m g/L，废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物；砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物；难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。

一、煤化工废水的特点

在煤化工生产作业中，大量的废水会随着处理工作排出，以高浓度的煤气洗涤水为主，其中含有大量有毒有害物质，包括酚、油、氰化物、氨氮等，废水中 COD 含量约 5000m g/L，氨氮含量约 200―500m g/L。有机污染物包括多环芳香化合物，酚类和含氧、氮、硫的杂环化合物。由于含有多种化合物，因此在具体废水处理过程中，降解比较困难，其中难以降解的有机化合物包括吡啶、联苯、三联苯等。针对废水的以上特点，采取适当工艺，提高废水处理效果就显得十分重要。

二、煤化工废水处理现状

目前国内处理煤化工废水的技术主要采用生化法，生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用，但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差，使得煤化工行业外排水 CODcr 难以达到一级标准。同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点（因含各种生色团和助色团的有机物，如 3-甲基-1,3,6 庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等）。因此，要将此类煤气化废水处理后达到回用或排放标准，主要进一步降低 CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。

三、新型煤化工废水处理技术探究

近年来，不断有新的方法和技术用于处理煤化工废水，但各有利弊。 为了实现对废水的有效处理，降低环境污染，实现废水的达标排放，满足用水需要，采用合适的方法进行处理是必须的。具体来说，处理废水的过程包括预处理、生化处理以及深度处理，从而提高处理效果，实现对废水有效利用的目的。

1、预处理方法

物化预处理：常用的方法：隔油、气浮等。过多的油类会影响后续生化处理的效果，气浮法煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用，此外还起到预曝气的作用。该方法主要是除去煤化工废水中的含油物质。其作用原理是将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质（如乳化油）黏附在气泡上，并随气泡上升至水面，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。为了提高气浮效果，有时需向污水中投加混凝剂。故通常与其它方法联合使用。

1.1 隔油法。煤化工废水，尤其是煤液化工艺排水，其中含有一定浓度的油类物质，它能粘附在菌胶团表面．严重影响生化效果。一般生物处理进水要求废水中油的质量浓度不超过50mg／L．最好控制在20m#L以下。煤化工废水中所含的油类以轻质油为主．其密度比水小，通常采用隔油法将其从水中分离出来。

1.2 气浮法。气浮法主要用于去除废水中的油类物质和悬浮颗粒物，气浮法的形式比较多，常用的气浮方法有加压气浮、曝气气浮、真空气浮以及电解气浮和生物气浮等。

1.3 脱氨。煤气化废水中含有高浓度的氨氮以及微量高毒性的氰化物．对微生物产生抑制作用，目前主要采用蒸汽汽提一蒸氨法去除氨类。在碱性条件下，废水中的氨氮以游离氨的形式存在。当大量蒸汽与废水接触时。游离氨被吹脱出来。析出的可溶性气体通过吸收器，氨被磷酸溶液吸收，再将此富氨溶液送人汽提器，使磷酸溶液再生，并回收氨。采用隔油一气浮一脱酚一蒸氨预处理工艺，经预处理后。煤气化废水中氨氮的质量浓度由11 159降为195 mg／L，去除率达到了98．3％。

2、生化处理方法

预处理之后进行生化处理，一般将缺氧生物法、好氧生物法结合起来使用，该方法就是常见的 A/O 工艺。废水中含有杂环、多环类化合物，采用好氧生物法处理后，废水的 COD 指标难以稳定达标。为了解决这种工艺存在的不足，经过探索与实践，人们在处理废水中还探索出以下几种工艺。

2.1 PACT 法，即在活性污泥曝气池中加入适量活性炭粉末，发挥其溶解氧、有机物吸附等作用，为微生物生长提供食物，加快对有机物氧化分解，达到除去废水中的杂质，提高废水处理效果的目的。

2.2 厌氧生物法，在进行废水处理中，为了提高处理效果，将上流式厌氧污泥床工艺运用到处理工作中。反应器底部设置污泥层，废水自下而上通过反应器，通过该流程的处理，大部分有机物被转化为 CO2和 CH 4，从而达到处理污水的目的。

2.3 流动床生物膜法，在同一处理单元中将活性污泥法和生物膜法结合使用，将特殊载体填料加入活性污泥池中，微生物附着在悬浮填料表面生长，形成微生物膜层，提高降解效率，实现对污水的有效处理。第四、曝气生物滤池法，该方法集生物膜法和活性污泥法的优点于一体，实现了物理过滤和生化反应在同一反应池完成，简化了流程，方便操作，增强了人们对废水处理的满意度。

3、深度处理方法

经过生化处理后，废水的COD含量、氨氮浓度得到大大降低，然而，难以降解的有机物仍然没有得到有效处理，废水浊度、COD 指标无法达到排放标准，需要对其进行进一步的处理。具体方法有以下几种。

3.1 固定化生物技术。该技术先进、高效，能够选择固定优势菌种，可以有针对性的处理含有难以降解的有机物废水，提高处理效果，满足达标排放要求。

3.2 混凝沉淀法。在进行废水处理过程中，为了提高处理水平，加强沉淀效果，需要采用相应的混凝剂，例如，铝盐、铁盐、聚铁、聚铝等，并调节好 PH 值。通过采取这些措施，在混凝剂的作用下，废水中的悬浮物能够加快聚集、沉淀，实现固液分离。将废水中的悬浮有机物除去，降低废水浊度，达到更好的处理效果。

3.3 吸附法。固体表面有吸附溶剂、胶质的能力，废水通过比表面积很大的吸附剂时，污染物会被吸附到固体颗粒。该方法处理效果好，但存在不足与缺陷，例如，吸附剂使用量大，费用高，容易导致二次污染等。

3.4 高级氧化技术：由于煤化工废水中的酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数，严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术中的催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段，去除部分 COD 和增强废水的可生化性，因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。

三、煤化工废水处理的方法选择

为实现更好的废水处理效果，必须选择合适的处理方法。运用生物氧化法进行废水处理，出水中含有少量难以降解的有机化合物，导致 COD 含量偏高，不能满足达标排放的要求。运用吸附法则可以降低 COD 含量，但会出现吸附剂再生及二次污染等问题。因此，为了达到更好的处理效果，必须注重对相关技术措施的结合。将缺氧/好氧法与 BAF 法联合使用，能够取得良好的废水处理效果，该方法也是煤化工厂废水处理的主要工艺，得到很多处理厂的认可，运用效果良好。另外，混凝沉淀法与超滤、反渗透双膜处理技术结合使用，能够实现深度处理的目的，达到对废水进行回收利用的目的。

结束语

总而言之，由于环保政策将逐渐落实，人们环保意识在不断提高，化工废水处理压力在不断增大。因此，根据废水的特性，随着科学技术的发展，不断寻找高效、价格合适、环保等更优的技术，将废水处理后的指标进一步提高，不仅利国利民，而且会更好的服务于生产，意义重大。

参考文献

[1]马中学，杨军．煤化工技术的发展与新型煤化工技术[J]．甘肃石油和化工，2007，12(4)：1-5．

[2]古丽琴，王中慧．煤化工环境保护[M]．北京：化学工业出版社．2009．

[3]郝志明，郑伟，余关龙．煤制油高浓度废水处理工程设计[J]．工业用水与废水。2010．41(3)：76―79．

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关键词：　煤化工；废水；厌氧；好氧；生化处理

我国目前针对煤化工废水处理所采用的生化法而言，主要的优点就在于能够对于废水中所含的苯物质以及苯酚类物质进行有效的清除；但是，这个办法也有较为突出的缺点：对于废水内含有的难以进行降解的物质无法进行有效的清除，比如咔唑类等。在对CODcr进行检测的时候，绝大部分的煤化工企业都难以达到国家指定的一级标准。而色度以及混浊度极高也是采用生化法处理的后遗症，所以，必须使得CODcr以及色浊度进一步的降低，才能达到我国相关的排放标准。

1　煤化工废水处理技术现状及水质分析

1.1　现状分析

由于煤化工废水的成分较为复杂，且种类繁多，使得单纯依靠传统的物理与化学方法难以达到预期的排放效果。现有的煤化工废水处理主要分为三个级别，一级处理为预处理，此处理多采用物理化学方法，将废水进行初步分类并进行一定的回收；二级处理为生化处理，最后则是深度处理。

1.2　水质分析

浓度含量比较高的洗涤废水是煤化工企业在生产过程中产生的主要废水，其含有极高的含毒量以及有害物质含量。在煤化工企业产生的综合废水内部，其含有的氮氨含量大概为200-500mg/L，而CODcr的含量甚至高达5000mg/L。同时，在废水中还含有大量有机污染物，类似于酚类、多环芳香类化合物，甚至还含有硫等杂环化合物，这些物质都难以进行降解。废水中同时还含有一定量的可分解有机化合物以及难以分解的有机化合物。

2　生化处理法概述

在对于煤化工生产废水进行相关处理之前，都必须进行一定程度的物化预处理，而这种预处理的主要内容包括有隔油、气浮等。所谓的气浮法指的是将废水中所含的油类物质进行处理、回收，这样做的好处在于避免废水中的油类物质对后续处理造成一定的影响，同时还起到一定的曝气作用。

就目前而言，世界上对预处理结束后，一般采用好氧生物法或是缺氧生物法后，再进行有关处理，也就是我们常说的AO处理工艺。但是就算通过这两种处理方式进行再处理后的废水中，还是不能保证所蕴含的CODcr达标，因为在废水内部还留有许多的杂环类以及多环类的有机化合物。

所以，针对上述问题，在最近几年的研究成果中，有许多新方式可以对其进行有效的清除处理。比如厌氧生物法、载体流动床生物膜法、好氧厌氧综合生物法以及PACT法等。

2.1　对好氧生物法进行改进

PACT法指的是将一定量的活性炭放到污泥曝气池内部，通过活性炭本身的特质——对于溶解氧以及相关的有机化合物有一定的吸附作用，我们通过这一特点对微生物提供其成长所需要的食物，同时也是的有机化合物相关氧化能力得到一定程度的提升。而湿空气法则是还可以对使用过了的活性炭获得再生。

而载体流动床生物膜法，我们通常称呼其为CBR，其主要建立在一种特殊性质的填料上的化床技术，谈可以将相同生物单元内的生物膜法以及活性污泥法之间进行一定的有机化结合，并将一定的特殊形式的填料按照一定比例的投放到污泥池水中，这样在填料的表面就会依附一定数量的微生物，而所谓的微生物膜就自然而然的形成了。相比于生长的活性污泥技术来讲，池中的生物浓度相较于平常要高2倍到4倍左右，其浓度甚至高达8g到12g/L左右，所以也是的降解的效率成倍的提升。

这种方法所使用的填料是通过一定的分析而单独设计的，通过一定的风力曝气进行一定的扰动，使得反应池中投入的填料根据水流的浮动而动作。而煤化工生产的废水中的污染物以及氧气与生物群进行一定充分的相互接触，而污染物便是通过一定的扩散作用以及衣服作用进入到生物膜的内部，被这一层生物膜内数以亿万计的微生物降解，这样就整体降解效率，得到了一个巨大的提升。

CBR技术本身的适用面是非常宽广的，其不仅可以在煤化工生产废水进行处理时发挥一定程度的作用，同时在进行后期深层次处理的过程中，还可以被运用到相关的回收党员中，其主要的处理工艺如下图1所示：

图1 CBR处理示意图

2.2　好氧厌氧综合生物法

在最近几年，相关化工研究人员开始对厌氧和好氧进行相关的有机结合而产生的新的废气处理方式——好氧厌氧综合生物法。因为在进行单独的煤化工生产废气处理的过程中，如果单独使用好氧技术或者厌氧技术，所产生的效果并不能令人满意，如果我们首先进行相关的厌氧废水处理，使得废水中所含有的有机物得到一定程度的降解处理，这样为后续将进行的好氧生物处理进行了一定的铺垫处理，使得最后的CODcr的有效去除率高达百分之九十以上。在对于废水的缝隙中，在其中还存在一部分难以被降解的有机化合物，通过相关的好氧厌氧综合生物法，对于这些有机物的有效去除率可以高达百分之七十左右，则是其他任何一种好氧法或者厌氧法都不能达到的效果。

3　对煤化工生产废水进行处理

我们通过上述办法对美化工生产过程中所产生的一系列废水进行相关处理后，CODcr等溶液的浓度已经被降低到了一定的程度，但是对于其中出水范围内的难以被降解物还是极大程度的影响了处理后水的色度、浊度以及相关的CODcr指标，所以距离国家的相关排放标准还有一定的距离。我们必须对处理后出水再进行一次深度的处理，其主要的办法包括有以下几种：固定类型生物技术、反渗透、混凝沉淀等相关膜处理技术和吸附法催化氧化法。

3.1　固定类型生物技术

所谓的固定类型生物技术指的是二十一世纪研究出来的一种新技术，就其本身而言，具有一定的针对性，这里的针对性指的是对废水的处理范围，这样的方法本身能够对固定优势的菌类以及可以被驯化的菌类进行一定的选择，使其可以针对性较强的处理废水中存在的异喹啉等物质。与普通的污泥处理方法相比较，这种固定类型生物技术对于那些难以被降解的有机化合物的有效去除率要比前者高出5倍到7倍左右。

经过一定驯化的优势菌种，本身所具备的降解能力较为突出，降解的速度也相对较快，仅仅需要8个小时不到的时间，就可以将废水中的难以被降解的有机物有效清除百分之九十左右。

3.2　混凝沉淀法

因为在水中，一些悬浮物可以自由的沉降，所以这个办法就是通过对废水中加入一定剂量的混凝剂，使得这些沉降悬浮物可以再一定重力的作用下自然的下沉，然后再通过一定的固液分离措施，将这些有机物进行去除处理，

3.3　较为高级的氧化技术

有机化合物本身具备了一定的多样性、复杂性，这同时对于相应的废水处理工作而言，就带来了一定程度的困难性，而在这部分有机化合物中，大部分都是酚类、含有一定氮元素的有机物，这部分有机物本身很难被降解，所以对于相应的废水出来来讲，是一个很大的难题，同时也使得其后续的处理过程中，具备了一定的困难程度。而这里提出的高级氧化技术就能够很好的解决这一个问题，其主要是通过在水中生成一定几年的自由基HO，而煤化工生产废水中很大一部分的有机化合物都被自由基无差别的进行降解，讲解的最终产物为co2以及水。而高级的氧化法可以详细的分为催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他类型催化氧化法。

在进行煤化工生产废水相应的前期处理过程中采用合理的催化氧化法，能够一定程度的增加废水本身的生化性，同时还可以对COD产生有效地去除效果。但是，在进行前期的处理应用过程中，相应的消耗比一般处理方法要大许多，并且本身的效果也并不算太突出，经济效益也有一定的去诶按，所以仅将这中办法在进行深度处理时应用。

4　小结

随着科技发展以及废水处理方式的不断改革，越来越多的处理技术以及方法应运而生，但这些办法并不是最完美的处理方法。对于煤化工生产废水中所蕴含的难以降解的有机物而言，只是单纯的进行氧化处理后的水存在COD偏高的现象，使得整体处理效果不佳；吸附法效果虽然不错，但是经济负担太大，并且会在处理过程中出现一定的次污染以及吸附再生等问题；氧化法虽然对于这类难以降解的物质有较为明显的处理作用，但是整体消耗较大，所需要费用偏高，一般企业难以负担。而本文推荐的厌氧好氧处理法在成本以及实际效果方面都有比较突出的优势，但是单纯使用此方法在进行难以解物质含量以及浓度不统一的废水时，需要辅佐以其他处理法进行协同处理。综上所述，采用多法合一的综合处理方式，才能对煤化工生产废水进行有效的处理，这也是未来煤化工企业废水处理的实际发展方向。

参考文献：

[1]孔柱文、胡淼，高效煤水净化器在火力发电厂含煤废水处理中的应用[J].广东化工，2010，37（4）：155-156，160.

[2]郝志明、郑伟、余关龙等，煤制油高浓度废水处理工程设计[J].工业用水与废水，2010，41（3）：76-79.

[3]煤制天然气废水处理获技术支持[J].河北化工，2011，34（10）：4-4.

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1水系统概况

内蒙古某煤化工项目以褐煤为主原料，采用碎煤加压气化技术，通过一系列煤气净化、变换、合成过程，最终产出合格的甲烷气。项目补水水源为地表水，各系统给排水线路简图如图1所示。如图1所示，全厂水系统主要包括废水处理与回用单元、循环水系统、凝结水处理系统、蒸发结晶系统和蒸发塘。其中，废水处理与回用系统包括生化处理、深度处理、膜处理与回用、浓盐水处理等单元；当上述系统中工况不稳定或事故时，部分废水将排入蒸发塘。

2废水处理与零排放现状

在碎煤加压气化炉反应过程中，用于制气的原料煤中有部分成分未完全分解，随煤气夹带出来，在冷却和洗涤过程中生成煤气化废水，其特点是有机物含量高、成分复杂且难生化处理，废水经酚氨回收处理后进入废水处理与回用系统，主工艺流程如图2所示。如图2所示，来自酚氨回收工段的煤气化水、全厂生活及化验污水、初期雨水在调节池混合后经生化、吸附及曝气生物滤池（BAF）处理后进入膜处理单元，超滤出水作为循环系统补水、反渗透出水作为生产水分别回用，废水处理工艺后段设置了超滤、纳滤、反渗透和蒸发结晶处理设施对反渗透浓水、循环排污水进行除盐，并得到脱盐水回用，各主要处理单元的运行及废水回用单元工况如下。

2.1主生化处理单元本项目中，废水首先经水解酸化单元（升流式厌氧污泥床，UASB）及缺氧/好氧（A/O）单元进行有机物降解，COD、总酚变化如图3所示。图3所取废水处理设施运行时间为2014年6月中旬至7月底，主生化处理单元进水COD为1200mg/L-2567mg/L，平均为2020mg/L,总酚为268mg/L-426mg/L,平均为365mg/L；二沉池出水COD为207mg/L-316mg/L，平均为269mg/L，总酚为8mg/L-72mg/L,平均为36mg/L。

2.2废水回用单元废水经主生化单元、吸附和曝气生物滤池（BAF）单元处理后，进入浸没式超滤单元，超滤出水部分作为循环补水，部分进入后段反渗透单元进行除盐，反渗透出水作为生产水补水。超滤产水与部分生产水作为循环系统的补水，循环系统典型水质如表1所示。循环系统控制浓缩倍数为4-5倍，系统排污水和回用段反渗透浓水排入浓盐水膜浓缩系统的预处理单元，对结垢离子进行去除。

2.3浓盐水膜浓缩单元系统包括预处理单元、超滤、纳滤和反渗透单元，设计回收率为70%。各膜系统进水水质如表2所示。反渗透浓水经一级高压反渗透处理后回收部分淡水，其浓水与纳滤浓水排入蒸发结晶单元。

2.4蒸发结晶单元蒸发结晶系统采用三效蒸发，第三效蒸发器排出的浓盐水通过旋流分离器和晶种投加进行结晶，通过离心机分离结晶盐与水。单位蒸汽消耗比设计值为0.35。蒸发系统进出水水质如表3所示。

3废水处理与零排放工作分析与建议

现结合本项目与其他企业水处理设施的设计和运行现状，对影响煤化工废水处理与回用及零排放工作的相关因素进行分析。

3.1水处理工艺及设施废水处理系统能否稳定运行取决于煤气化废水进水水质的稳定性和生化处理系统工艺参数的控制。煤气化废水中酚类、氨氮和生物有毒及抑制性物质多，当生化系统受冲击后，易影响硝化菌的代谢过程，造成出水氨氮偏高，调节工艺的进水流量或改变容积负荷是更为简捷、快速和有效的途径。煤气化废水收到酚氨回收工艺的影响，水温偏高，研究表明温度超过35℃，污泥衰老速度增快，造成污泥松散，导致二沉池漂泥，出水有机物超标，污泥松散与流失易会影响硝化菌浓度，致使氨氮去除效率降低。硝化过程需要较充足的溶解氧，pH宜控制在6.8-7.5，不宜过高。当生化系统参数控制不满足要求时，必然影响废水处理效果。

3.2废水回用及蒸发结晶设施在煤化工企业中，多采用膜处理工艺达到废水回用目的，且回用水多做为循环系统补水，由于循环系统多为开放体系，水体易滋生微生物，这对回用水的处理及循环水系统参数控制提出了更高的要求。

3.2.1废水回用在本项目中，超滤产水做为循环补水，循环排污水经预处理、超滤、纳滤和反渗透系统进行处理。在其他类似化工企业中，循环水系统曾经出现过严重的生物粘泥滋生问题，另研究认为浊循环系统易因废水中的有机物而造成循环水系统的腐蚀，增大了换热器腐蚀，缩短系统使用寿命。结合循环水系统结垢、腐蚀和微生物滋生控制要求，提出以下观点：（1）充分计算水平衡及盐平衡的基础上，将超滤产水经由纳滤处理后做为循环水补水，充分截留进入循环水系统的有机物及结垢因子，减轻循环水系统压力；对循环排污水进行水质研究，充分应用混凝等预处理手段将水中悬浮物及部分有机物去除，应用超滤、反渗透系统对其进行浓缩是可行的。（2）循环系统浓缩倍数不宜过高，应重视换热器泄露问题，特别是酸性气的泄露问题，需建立日常及定期检测机制。（3）在类似废水回用的化工企业中，当循环水系统异常，出现浊度增大时，旁滤系统往往不能满足除浊要求，在控制加药的基础上，需研究建立固定或移动的预处理水处理装置，增大循环水排污量，尽快去除污染因素，避免恶性循环。

篇5

煤化工行业的废水主要包括两种，一种是工艺废水、生活污水等，目前主要采取化学工艺和微生物技术进行处理。另外一种则是高含盐废水，其处理流程较为复杂，目前主要有以下两种技术。

1.1膜分离技术

膜分离技术是当前煤化工产业治理含盐废水的主要手段，具有成本低、效率高、技术成熟等一系列优势。膜分离技术利用的是渗透压原理，较为典型的技术是反渗透膜分离技术，分离膜可以将大部分盐分、有机物和杂质颗粒截留在一侧，通过人工装置提高压强、温度来提高产水率。高校反渗透膜技术（HERO）的浓缩净化产水率可以达到98%以上，但从技术本质来说，需要较长的处理期，同时人工进行压力、温度干预也容易造成渗透膜的破坏，影响正常使用寿命，这是亟待改进的方面；国际方面主要通过改良膜技术的材料成分，如传统的四氟聚乙烯材料，比常规的高聚合物材料有更好的疏水性，纳滤膜分离技术可以截留多价离子等。

1.2热浓缩技术

热浓缩技术主要依靠热工设备提供的热能，将液体中的固体成分进行浓缩，蒸发出水分，最终实现分离和净化。在上世纪80年代以前，热浓缩技术得到了广泛地应用，除了煤化工含盐废水领域之外，还包括海水淡化、石油化工等产业。热浓缩技术的工艺原理简单，但要实现高效的浓缩技术和精华效果，需要投入大量的机械设备，能耗成本较高，企业的经济效益不高。经过对多效率蒸发、机械压缩蒸发等方式的改造，目前主要以多级串联的方式展开生产活动，产水率一般维持在90%左右。对于煤化工产业而言，含盐废水的处理可以分为两个大的步骤，第一是促使废水溶液产水，第二则是对于处理后剩余的高浓度盐液进行处理。煤化工含盐废水剩余的残渣包括大量结晶体、颗粒等有毒物质，可以通过焚烧、自然蒸发、深井灌注等形式消除对自然环境的影响。

2高含盐废水处理工艺应用存在的问题和对策

2.1技术方面存在的问题和对策

就膜分离技术而言，在煤化工生产活动中面临的主要问题是污染物堵塞，即污水中所含的盐分、杂质、膏状物、油类等物质相互融合反应，形成胶状物体，在微生物的影响下不断沉积、依附在渗透膜表面，时间异常，高盐分物质在多种化学、物理作用下会对渗透膜产生腐蚀作用，缩短正常使用寿命。针对膜分离技术出现的问题，可以通过多种方式加以清理，如采用灭菌药品、杀菌光线等进行长期维护，采用超声波震荡技术来减少堵塞，也可以通过人工方式定期更换清理等。针对热浓缩工艺而言，企业要一次性投入大量资金用于建设热工设备，而在进行浓缩处理的过程中，水中高含量的氯离子、钙离子等会在设备内部形成盐垢，导致机械设备存在潜在风险；解决这一问题的常规手段是采取冲灰的方式，采用化学手段降低液体中离子浓度，加速处理过程。

2.2经济方面存在的问题及对策

煤化工产业的发展是依赖于不同企业构成的工艺体系，高含盐废水处理系统能够广泛、长期、稳定地运行下去，除了考虑技术、环境等要素之外，最重要的是从经济角度考虑成本问题。对于膜分离技术而言，本身作为一类高科技材料产品需要大量的资金投入，如果缩短其使用寿命，必然会给企业造成沉重的经济负担；而采取热浓缩工艺的设备单项投资规模很大，在日后的运营维护中也需要大量的人力物力，如果企业产出无法满足，必然无法长久的维持。因此，要解决经济方面存在的问题，必须从两个方面入手：其一，国家针对煤化工产业给予一定的政策和资金支持，第二，煤化工产业从自身入手，优化产业结构，提高生产效率，增强市场盈利能力。

3结语

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关键词：鲁奇；煤气废水；脱酚；脱氨；酸性气；萃取

煤气化是煤化工核心技术之一，被誉为新型煤化工产业的龙头技术。其中以鲁奇加压煤气化技术为代表的固定床加压气化工艺，因为煤种适应性广、运行稳定、生产能力大、能耗低、氧耗少、效率高等优点而被国内外广泛运用。尤其从煤制天然气中甲烷含量以及投资费用等角度出发，鲁奇加压煤气化技术在煤制天然气领域占有重要的地位[1]。

鲁奇加压煤气化技术产生的煤气，经洗涤后生产大量的废水，含有酚、油、CO2、H2S、高COD、高氨氮等，是一种典型的有毒有害、难降解的工业废水，一直都是国内外工业废水处理领域的难题。河南省豫西某厂的煤气废水在煤气水分离装置除油除尘后，先脱酸、再萃取脱酚、然后进行脱氨及溶剂回收，最后送至后续污水生化处理系统。

1 煤气废水处理工艺及存在问题

1.1 煤气废水处理流程

经除焦油、除尘后的含酚氨煤气废水，首先进入脱酸塔与0.5Mpa低压蒸汽间接加热，从而汽提脱除CO2、H2S等酸性气体，经冷凝后送至硫回收，含氨的冷凝液进行回流。脱除酸性气体的煤气废水经冷却后进入萃取塔，由二异丙基醚（D1PE）萃作为萃取剂进行萃取脱酚。萃取相进入酚塔，经精馏分离出粗酚和溶剂，粗酚作为产品出售，溶剂进入到溶剂回收槽。萃余相进入水塔加碱精馏脱氨，氨气经侧线采出后经冷凝、吸收制成稀氨水送往锅炉烟气氨法脱硫装置；水塔通过加碱精馏，塔顶的溶剂蒸汽经冷凝后进入溶剂回收槽循环使用；塔釜液送入污水生化处理系统。工艺流程如图1所示。

1.2 存在问题

运行过程中，该工艺主要存在以下几个问题：

（1）采用先脱酸再萃取流程，使脱酸后的废水pH值较高（9-10），萃取水质呈碱性，而溶剂萃取理想的pH值为8以下，从而导致脱酚效果不好。

（2）煤气废水中含有单元酚和多元酚，二异丙醚对于多元酚萃取效果并不好，而多元酚在生化处理工段属于难处理物质。

（3）为避免脱酸后煤气废水pH过高，从而严重影响脱酚效果，故脱酸塔的操作温度偏低，使得脱酸塔对酸性气的脱除效率较低，且脱氨在最后进行，使前端过程一直是酸性气和氨的共存状态，从而导致管道及设备产生碳铵结晶，影响设备正常运行。

（4）废水体系属于发泡体系，运行中塔设备易发生液泛和侧采带液，增加萃取剂的消耗[2]。

2 工艺改进后的煤气废水处理流程及存在问题

针对原有煤气废水处理工艺出现的问题，将原有的流程进行改变，将脱氨工序提前，即在脱酸塔后增加脱氨塔，使脱氨后的煤气废水pH降低，可为后序萃取提酚单元提供较好的萃取环境，提高萃取脱酚效率。

2.1 工艺改进后的煤气废水处理流程

煤气废水分为两股分别进入脱酸塔，经塔釜再沸器将酸性气体及部分游离氨解析出来，解析出来的游离氨用煤气废水洗涤，洗涤后的酸性气从塔顶排出至硫回收。脱酸后的废水经预热进入脱氨塔，从脱氨塔塔顶出来的粗氨气经二次冷凝浓缩制成氨水送至锅炉车间参与烟气氨法脱硫。经脱酸脱氨冷却后的废水pH为7.0-8.0，在萃取塔中萃取回收酚，萃取相进入酚塔蒸馏，塔顶回收溶剂，塔底得到粗酚产品。萃余相送至水塔中部回收溶剂，塔底废水送至污水生化处理系统。工艺流程如图2所示。

2.2 工艺改进后的效果及问题

煤气废水处理流程改造后，提高了脱酸塔操作温度，使脱酸效果得到提高，进而减少了碳铵结晶的形成。脱氨放在萃取脱酚之前，使得脱酸脱氨后的煤气废水pH降低，改善了萃取体系环境，提高了萃取脱酚效率。工艺改进后的废水水质如表1所示。

由表1可见，煤气废水处理流程改进后，水质有所提升，但处理效果仍达不到设计值（酚含量

3 煤气废水处理流程改造方向和思路

面对改造前后流程中存在的种种问题，该厂须继续对煤气废水处理方法进行优化改造。

（1）华南理工大学提出的单塔加压侧线汽提工艺可同时脱除酸性气和氨气，该工艺由赛鼎工程有限公司设计的130t/h煤气废水酚氨回收项目，应用于中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司，获得成功，出水总酚质量浓度低于300mg/L，COD低于2500mg/L，酸性气痕量[3]。

该工艺将煤气废水分为两股进料，一股与循环冷却水换热冷却后，作为冷进料进入污水汽提塔的填料段上部位置，另一股与测线抽出气换热后，作为热进料进入污水汽提塔填料段从下向上数第一层塔盘。冷进料吸收氨气后与热进料汇合，与塔釜上升蒸汽热交换，汽提出的酸性气体从塔顶排出。从单塔侧线采出的混合气经三级分凝后得到高浓度氨气。污水汽提塔塔底釜液pH为6-7，经冷却后送至萃取塔上部进行萃取，萃取相送至酚塔产出粗粉并回收溶剂，萃余相送至水塔汽提，塔顶蒸汽经换热冷却后与酚塔回收溶剂和补充的新鲜萃取剂共同进入溶剂循环槽，再被送入萃取塔循环使用。水塔塔底釜液送至后续生化处理。

（2）源于萃取体系在pH低于8时，萃取效果较为理想的思路。有人提出了一种新的煤气废水处理方法，即先用二氧化碳气使煤气废水酸性气饱和，使其pH降低后萃取脱酚，再脱酸、除氨。

华南理工大学也提出了相近思路的煤气废水处理流程：煤气废水经沉降、除油后，送入饱和塔，与系统内酸性气进行逆流接触，用酸性气对煤气废水进行饱和处理，调节煤气化污水的pH值至7；过量的酸性气体从饱和塔顶部排出，酸性气饱和后的煤气废水从塔底排出，进入萃取塔脱酚；萃取相（包括酚和萃取剂）进入酚塔，回收萃取剂循环利用；萃余相（包括水、CO2、H2S、NH3、萃取剂和少量酚类）分冷、热两股，分别从水塔的上部和中上部进入塔内，同时在塔的中部加入NaOH，以脱除水中的固定氨；水塔塔顶汽提部分进酸性气分凝罐，部分酸性气循环回饱和塔；从水塔侧线抽出的富氨气进入三级分凝罐进行提纯回收，塔釜净化水送生化处理[4]。

该工艺为煤气废水氨酚脱除回收提供了一个新的思路，在理论上是可行的，但运用到工业装置上效果会如何，还有待实践检验。

（3）萃取剂的正确选择，有利于煤气废水脱酚效率的提高。目前，较为常见的萃取剂有二异丙基醚（DIPE）和甲基异丁基酮（MIBK）。二异丙基醚对单元酚萃取效率为99.6%，对多元酚为60%；甲基异丁基酮的单元酚萃取效率>96.7%，对多元酚萃取效率80%-88%。大唐国际克什克腾煤制天然气项目的煤气废水脱酚萃取剂由二异丙醚更换为甲基异丁基酮后，处理后的废水含酚量由原来的700mg/L将至400mg/L，实践证明，甲基异丁基酮对多元酚的萃取效果更好[5]。

参考文献

[1]陈庆俊.鲁奇炉气化废水处理工艺突破方向探讨[J].化学工业，2012，30（12）：9.

[2]蔡少华，梁学博，续静静.鲁奇煤气化酚氨废水处理流程存在问题及改进新方向[J].中国化工贸易，2015（26）：87.

[3]钱宇，陈祷，高亚楼，等.单塔注碱加压汽提处理煤气化污水的方法：中国，200910036542.3[P].2011-05-11.

[4]陈 ，王卓.煤气化污水酚氨回收技术进展、流程优化及应用[J].煤化工，2013（4）：47.

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[关键词]低碳源污水；脱氮；除磷；工艺优化

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0231-02

煤化工是一个重要的污染源，要发展煤化工，必须同时解决由此产生的污染问题。煤化工的发展应力求把污染、能耗降到最低限度，控制在生态、环境、资源容量可承载能力的范围内。煤化工的发展决不能以浪费资源、牺牲环境和破坏生态为代价。

一、我国煤化工污染现状

1、焦化废气的污染

焦化污染物是煤炭行业造成环境污染的首要污染物，这是因为焦化产业依然存在，有许多的焦化污染物质严重地污染着环境，如焦化废气等。一般来说，焦化废气主要是煤的干馏、结焦等加工过程中产生的烟气、废气、粉尘、煤尘等，尤其是出焦时焦炭与空气燃烧所形成的一氧化氮、一氧化碳和二氧化碳对环境污染更为严重。气体污染物的排污环节比较复杂，并且种类很多、毒性很大，非常不利于控制和处理。这些污染气体在微风的环境中很容易弥散在空中，造成严重的空气污染，影响自然环境质量的同时，更对人们的健康造成了影响和损害。

2、焦化废水的污染

焦化废水对于环境的影响也很大，它主要是在煤炭的焦化以及焦化回收的过程当中产生的废水、水蒸气和煤气一起从焦炉排除，进而形成许多的焦化废水。这类废水一旦流入江河就会对生物的生存造成威胁，如果使用被焦化废水污染了的水进行农田灌溉，既会使农作物减产甚至枯死，还会造成土地盐碱化。

3、噪声的污染

一般来说，煤炭化工企业的噪声污染并不是很严重，对于周围居民的生活也不会产生太大的影响。但是局部的一些高噪声的设备却很常见，如果缺乏相应的操作和合理的安排，往往会对作业的工人产生一定的影响，长此以往也会严重影响煤炭从业人员的身体健康。

4、焦化废渣的污染

焦化废渣主要包括除尘器收回的煤尘等细小的碎渣，或者是分离过程中产生的焦油渣等。这些废渣的成分相当复杂，露天堆置时一旦遇到下雨或者刮风，就会对空气、土壤以及水造成污染，给人们的健康带来严重的威胁。

二、关于煤化工污染的治理措施

1、淘汰落后产业和生产力

要严格执行相应的产业政策，淘汰落后产业和生产力。我国的各级政府以及相关的责任部门应该对于落后的产业和生产力实行严格的淘汰制度，同时进行严格的执法，对于相应的产业提出必要的产业政策。环保部门应该督促执行相应的标准，对于那些新兴起的煤炭行业给予严格把关，一旦出现污染较大并且缺乏相应环境保护能力的产业要实行淘汰制度，反对地方保护主义的出现。

2、强化管理能力

煤炭企业主管部门的相关领导应不断提高思想认识，加强对企业的管理。企业领导要不断加强对焦化污染物处理的重视程度，不能单纯地追求经济利益而放弃环保。从事环保工作的人员应增强责任意识，与相关部门一起有效推进环境保护，严格落实进行的审查制度。对厂内进行设备的严格审查，对于一些污染严重的企业要坚决予以关停。

3、焦化废水降解与深度处理

焦化废水中酚类物质较多，通过对酚类物质的检测处理，进行浓度转移，并设计处理工艺进行酚类物质去除，控制在0.1mg・L-1。酚类物质的转移能够降低污染物浓度，并进行讲降解处理。另外，对焦化废水进行深度处理，主要是对残余污染成分进行消除。目前主要应用方法为对COD构成研究，并通过O3/UV催化流床反应器，将废水中各种污染指标降低。降低浓度的同时也对废水进行消毒处理，实现废水回用。

4、厌氧生物处理技术应用

该技术应用能耗较低，且对焦化废水中高浓度污染物处理具有较大优势。厌氧主要针对发酵性细菌、产停产乙酸细菌等。厌氧过程同时能够对多种难以降解的物质进行降解，包括多氯联苯等。高氯带同系物中的脱氯变化需要在厌氧条件完成。厌氧生物处理需要建立在负荷高以及剩余污泥少等的条件下，厌氧发硬条件相对更加严格，为此，启动相对更加缓慢。采用水解进行生物降解，其主要是利用非严格厌氧完成对有机物的分级降解，其中碱性水解菌在水中不具有溶解性特征。能够将大分子物质进一步降解。

5、生物强化技术应用

经过预处理后的煤化工厂的废水，还要进一步采用生化处理的方法。这种处理方法主要是应用好氧生物法处理原理。但是，由于煤化工厂中的废水中杂环类化合物含量比较高，经过这种生化处理后的废水，水中的COD和氨氮指标有时会很高，有时又很高，难以控制在一个稳定的范围内。因此，近年来在这方面有了很大的改善，出现了生物炭法和生物流化处理法。其中，生物炭法的操作步骤是：首先在生物进化水中加入少量的粉末性活性炭，然后和回流的污泥融合在一起，在曝气池内，采用污泥脱水装置，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥，然后对废水进行处理。在曝气池内，因为活性污泥对粉末活性炭的表面的影响，粉末活性炭因为表面积大，吸附能力也很强。这项技术的优势就是可以促进活性污泥和粉末活性炭发生氧化，加快溶解。这样，就可以有效降低基质的浓度，其中，COD的降解去除率也会相应增加。据了解，在生物炭法系统内部，活性炭吸附处理COD的动态吸附容量一般控制在200%左右。生物炭法的优势是处理生物法无法自然降解的有毒害的污染物，包括有机物。

生物炭法在处理煤化工废水中的高浓度大分子有机物方面，有着很好的处理效果。生物流化床处理法PAM，这种处理方法的原理是在在特殊的结构填料的基础上，采用生物流化床技术，在相同的生物处理单元中发挥作用，然后结合生物膜内法和活性污泥法。这种废水处理工艺的工作原理是污染物侵入到生物膜的内部，微生物的吸附能力较强，可以悬浮在悬浮填料表面，形成一层微生物膜层。因为这种微生物的产量很高，可以大量使用，所以使用这种处理方法在反应池内可以增加生物的浓度，也可以大幅度提高有机污染物的降解效率。

6、积极推广清洁及生产技术

因焦化生产工艺中生产环节十分的复杂，排放出的污染物和废水特别的多，这就给企业在处理污染的问题上增加了很多的经济负担。若要想从根本上解决问题就必须开创一条清洁生产之路。研究新的工艺技术，并贯穿于整个生产过程中，使排放物得以有效的控制与治理。

把水进行循环的使用，在废水的处理中，先进行过程处理再进行集中处理，建立除盐水站，增设旁滤装置，让循环水不再予以污染。建立生活污水处理系统，把产生的水用于循环水的补水、卫生用水以及绿化用水，将蒸氨废水进入生化的处理系统，熄焦处理后的生物脱酚废水，使设备的腐蚀予以减少。

7、加强国际的合作，并对污染少、高效率的技术装备予以开发

中国的煤化工产业的技术在近几年有了很大的进步，但这些是远远不够的，还应该对高效率低污染的技术设备予以开发，如：可借鉴其他国家的水平室炼焦炉的制作方法，并予以改进，使高效率低污染的炼焦新炉型得以研制。

总而言之，煤炭行业的发展一直都是我国国民经济的重要组成部分，只有更好地实现对于煤炭行业的污染治理，才能有效地对环境进行保护，进而促进煤炭行业的又好又快发展。

参考文献

[1] 游建军，熊珊，贺前锋.煤化工废水处理技术研究及应用分析[J].科技信息. 2013（02）.

[2] 何锋.煤化工废水的来源与特点及其相应的处理技术探究[J].科技视界. 2012（23）.

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［关键词］化工废水；有机物污染物质；难以降解；废水处理技术；混凝沉降法

0引言

随着化工行业的发展，工业废水的数量日益增多，成分也日趋复杂，对大量的工业废水如不能很好地处理，势必导致水体的严重污染，危害环境［1］。化工厂在产品加工过程中会排放出大量的有毒有害、结构复杂和生物难以降解的有机污染物质，处理过程中，存在极大的困难，并且治理成本高、过程复杂，我国工业废水综合治理问题一直未能从根本上得到解决［2］。因此高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术是目前研究的重点内容。

1化工废水概述

在我国工业生产迅速崛起的同时，环境污染成为行业面临的重大难题。我国大部分水源应用在了工业方面，工业废水的排放在污水排放列表中名列前茅。工业废水的排放直接或间接地影响了我国各大江河湖泊的水质，其中化工废水的排放约占全国污水排放量的一半以上。按照污染物的种类来分，化工废水主要分为3大类：有机废水、无机废水和既含有机物又含无机物的废水［3］。这些不同种类的废水却有相同的特征：①水质的成分复杂，含污染物浓度较高。化工废水中出现的最常见的污染物质是溶剂类化合物和有机高分子化合物。这类物质结构复杂，很难降解，增加了废水的COD值。②温度高。化工工艺一般是在高温下进行的，所产生的废水一般温度较高，形成水域热污染。③有毒有刺激性。工业所排放的有机物包括苯类、有机氯、硝基化合物、有机汞、多环芳烃、醛类等致癌物质，无机物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金属离子，这类物质对菌类有抑制作用，对人体有直接危害。④水量、水质变化大。在化工生产过程中，有的是连续生产，也有很多是间歇性生产，不同时间段所排放的废水种类、水量波动比较大。⑤水质含油污量较高。石油化工厂排放的污水加重了含油物质的含量，现很多工业生产排放的污水都有一层油类物质漂浮，加重了水质的污染程度。⑥富含营养化物质。工业废水常常会含有N、P等化合物，会造成水质富营养化，致使鱼类大量死亡，使水质中的微生物及藻类大量繁殖。⑦污染后难恢复。一般被工业废水污染过的生态水域，需要长时间恢复，对于被生物富集的重金属，即使停止污染物排放，仍很难消除污染状态。化工废水的来源主要有以下7种途径：①生产过程产生的废水。这类化工废水一般是由汽提、蒸汽蒸馏、酸（碱）洗等过程排放出来的。②清洗生产设备。化工生产所使用的设备、管道、容器等需要定期定时清洗，其残留的化工物料会随着清洗水排放，形成废水。③生产过程中原料和产品的流失。在化工生产和原料、产品运输等过程中，会有一部分物料、产品损失，再经过风暴雨雪的冲刷，形成废水。④未反应完的原料。在生产过程中，原料由于自身纯度和反应条件的限制，化学反应不完全而产生的废料、废物。对于需要经过几个步骤来完成的工艺，原料的损失会更大。这些未反应完全的原料，被循环或冲刷等过程进入水体，形成废水。⑤副产物的生成。实际生产中，难免会有很多副产品生成，虽然量不是很大，但其成分一般比较复杂，不容易处理，作为废液排放。⑥生产管道、设备等泄露。由于管道或设备密封不严，在化工生产或物料运输过程中，造成泄露，形成废液。⑦冷却水。冷却完物料，排放冷却水时会带走少量物料形成污染；在冷却时，会在水中投加水质稳定剂，形成污染；间接冷却，循环过后冷却水温度升高，形成热污染。

2化工废水主要处理技术

我国化工种类繁多，化工产品达万种之多，故化工废水的污染物质也是多种多样的。我国目前研究的处理废水的方法，主要有以下几大类：①物理法。物理法是废水处理中最简单的一种方法。主要包括沉淀法、过滤法、调节法、气浮法等。一般用于处理废水中的悬浮物及部分胶体。物理法运行成本较低，设备简单，效果稳定，管理方便，但是只能对废水进行初步预处理，对于可溶性污染物质没有净化作用。②化学法。化学法主要包括酸碱中和法、电解法、化学氧化还原法、化学沉淀法等。化学法是水处理中常用的一种方法，它利用一些化学反应，对污染物进行分解、反应、沉淀等，使其对水体的危害降低。③物理化学法。物理化学法比较常用的是萃取法、混凝沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些悬浮物小颗粒、胶体类物质，再采用化学的方法消除一些可溶性污染物质。该方法是物理法和化学法的有机结合，对水处理的效果非常明显。④生物处理技术。生物法是利用微生物降解作用进行水处理的一种效率高、成本低的废水处理方法，但是它对处理的水质要求比较高，故一般与其他预处理技术联合使用。

3常用水处理方法———混凝沉降法

混凝沉降法是目前最常使用的化工废水处理方法，在很多领域都有广泛的应用。混凝剂的选择直接决定了混凝效果的好坏，从而影响到水处理的效果。现阶段最常用的混凝剂主要是铝盐、铁盐等无机混凝剂［4］。混凝剂的种类多种多样，按照混凝剂的作用机制大致可分为3类：絮凝剂、凝聚剂和助凝剂［5］。按照混凝剂的化学性质划分，可分为无机混凝剂、有机混凝剂和微生物混凝剂。目前应用最广的是高分子混凝剂，包含有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁等。高分子混凝剂比传统的无机混凝剂分子量大，用量少，且电中和能力强，它的多核结构使其具有明显的吸附作用。因此，高分子无机混凝剂的研究一直是水处理的重点课题。混凝法主要有4种作用机理：①双电层压缩。在废水中加入盐类电解质，压缩双电层，使得分子间的静电排斥作用减少，两胶体间距缩短，吸引力增大。当加入的药剂量达到一定数值时，微粒的动能就能超过静电斥能，使得离子在碰撞时就会发生凝聚、沉降［6］。②化学-架桥作用。化学-架桥作用是指混凝剂中的粒子与胶体粒子通过相互桥连作用发生碰撞时，形成胶粒-聚合物-胶粒式的化学架桥，这样就形成了絮凝体。③吸附-电中和。吸附电中和是胶粒表面电荷对异价粒子的吸附作用使其脱稳，从而发生絮凝作用。④网捕或卷扫式。当金属氧化物或金属盐作为絮凝剂时，随着加入量的增加形成沉淀，这些沉淀对水中污染物进行网捕、卷扫从而混凝沉降。在实际应用中，这4种机理一般会同时使用，只是不同水质使用的机理有主次之分。混凝剂用于处理化工废水已经有很长一段时间，现已成为工业废水处理的重要环节。混凝剂最常用于去除废水中的固体、胶体颗粒物，降低废水色度等指标，也对重金属离子及微生物有一定的消除作用。混凝剂可以自成水质预处理系统，也可以与其他处理系统组合，一起发挥去除水质中有毒有害物质的功效，为水质改善作出最大的贡献。

［参考文献］

［1］梁桂玲.化工废水污染状况及主要处理对策探析［J］.资源环境与节能减灾，2009（10）：122-123.

［2］丁春生，李达钱.化工废水处理技术与发展［J］.浙江工业大学学报，2005，33（6）：647-651.

［3］吴志超，顾国维，何义亮，等.高浓度有机废水厌氧膜生物工艺处理的中式研究［J］.环境科学学报，2001，21（1）：34-38.

［4］王锐刚，王亮梅.煤矸石制备聚合氯化铝及其废水处理研究［J］.水处理技术，2013，39（3）：48-50.

［5］毕可军，王瑞，闫杰栋，等.煤化工废水除油技术探讨［J］.化肥设计，2015，53（6）：5-8.

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高盐水处理技术概述

1热蒸发技术

热蒸发技术主要针对含盐量在4%（质量分数）左右或更高浓度的含盐废水进行蒸发浓缩的工艺，其特点主要表现在：①一般使用物理方法进行蒸发浓缩，有时可见化学法（焚烧、高级氧化等）；②废水处理量普遍不大，有的甚至很小；③处理成本和能耗普遍较高；④固废产生量大，成分复杂，无法有效回收再利用等。热蒸发技术主要有多效蒸发、机械压缩再蒸发、膜蒸馏等技术。（1）多效蒸发（MED）技术多效蒸发是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源并冷凝成为淡水，每一蒸发器称作“一效”。一般情况下，循环蒸发器的串联个数（效数）在3~4个。根据工艺条件的不同，其工艺流程主要有并流法、逆流法、平流法、混流法四种。在废水处理上，多效蒸发主要适用于高盐份、高有机物含量废水的单独处理，同时配合膜技术实现全范围的“零排放”工艺。（2）机械压缩再蒸发（MVR）技术利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的热焓，并将二次蒸汽导入原蒸发系统作为热源循环使用[4]。该技术大幅度降低了蒸发器生蒸汽的消耗量，补充的生蒸汽也仅用于系统热损失和进出料温差所需热焓的补充，节能效果相当于十效蒸发系统，是目前国际上应用较为广泛和先进的蒸发器技术。（3）膜蒸馏（MD）技术膜蒸馏是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技术，即通过冷、热侧相变过程，实现混合物分离或提纯。与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比，该技术具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等优点，可充分利用太阳能、废热和余热等作为热源。根据膜下游侧冷凝方式的不同，膜蒸馏技术可划分为接触式、空气隙式、气扫式和真空膜蒸馏四种形式[5]。近些年来，膜蒸馏技术得到了一定程度的发展，但仍然存在着与膜分离技术相同的问题，如：膜污染、结垢堵塞等，应用领域还不是很广泛，可商业化运行的技术难题仍需进一步解决。

2膜分离与热蒸发组合技术

随着国家及地方针对煤化工废水排放的环保政策与要求的不断深化，高盐水处理的工艺组合技术得到了较快的发展与研究，正向多样化、可协同处理的成熟路线稳步发展。该组合工艺最大的优点在于工艺的选择性多，水质适应性好，可根据脱盐规模大小、水质要求、地理气候条件、技术与安全性、投资来源与管理体制等实际条件形成不同的处理方法。该工艺主要采用了石灰石软化、超滤、反渗透、热蒸发组合技术。其中，石灰石软化预处理工艺增加了PAM加药系统、高效沉淀器、中和池及二次过滤系统，可进一步提高析出盐分的絮凝、沉降与分离，并具有一定程度的CODcr去除能力。超滤与反渗透的工艺组合是目前普遍采用的除盐技术，处理效果明显，运行较为稳定，适用于TDS＜6000mg/l的含盐废水的再处理、再利用，回用水率可达70%以上，膜使用寿命可达3年。外排的浓盐水可通过DM（蝶式振动膜）装置进行回收再利用，其最大优势在于膜污染控制效果好、水质适应性强、能耗较低，污水回收率最高可达85%以上，并同时设置了机械压缩再蒸发系统和盐分离器，使盐水得以完全分离，达到“近零排放”的处理需求。

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【关键词】煤化工废水；预处理技术；经济高效；经济合理；循环经济；可持续发展

0 引言

通常煤制油废水的CODCr浓度为4000-6500mg/L、氨氮浓度为 180-210mg/L、酚浓度为40-50mg/L 等。煤制油废水的大量排放及废水成分复杂、难以生物降解的特点成为困扰我国煤制油行业的一个重大难题。

1 酸化法

酸化法即将废水调节至酸性，利用酸性条件下产生的质子中和废水中胶体的双电层，从而使废水达到破乳除油降低COD的目的。

煤制油废水中一般含有大量的表面活性剂，这些活性剂能与废水中的油类等污染物形成一种稳定的乳化液。酸性条件下，废水中的阴离子表面活性剂，如皂类、高级脂肪酸盐类很容易被电性中和而失去稳定性，乳化液中原有的平衡状态被打破，从而破乳。另外，酸性条件可以使废液中的乳化剂转变成乳化性能差且不溶于水的脂肪酸类，从废水沉降出来，从而达到破乳、降低COD的目的。

酸化法一般不单独使用，而是作为预处理和其它工艺联合应用，如：酸化-混凝法、酸化-Fenton法、酸化-SBR法等。酸化法的特点如下：

（1）处理工艺简单，占地面积小，基建费用低；

（2）操作简单，有机物去除稳定且反应迅速；

（3）酸性条件下对构筑物腐蚀严重，增加构筑物防腐成本；

（4）酸化过程所用强酸容易对操作人员造成伤害。

2 酸化-Fenton 法

酸化-Fenton 法是利用Fe2+和H2O2快速反应生成的氧化性很强的-OH 来氧化分解废水中难生物降解有机物的一种水处理方法。酸化-Fenton 法的机理是：过氧化氢与亚铁离子反应自身分解生成高氧化性的羟基自由基（-OH）和氢氧根离子（OH-）。其基本反应作用原理如下：

Fe2++H2O2Fe3++・OH+OH-

Fe3++H2O2Fe2++HO2・+H+

Fe2++・OHFe3++OH-

Fe2++HO2・Fe2++O2+H+

HO2・+H2O2O2+H2O+・OH

RH+・OHR・+H2O

R・+Fe3+R++Fe2+

R++O2ROO+CO2+H2O

利用上述系列反应，废水中的有机物 RH 被最终氧化生成CO2和H2O，从而使废水中的有机物得以氧化分解，COD值大大降低。酸化-Fenton法在废水处理过程中有如下几个特点：

（1）Fenton试剂可以降解废水中的各种有机物，可有效地氧化降解各种有机废水，例如醇、醚、氯酚、除草剂、多聚芳香化合物废水等，适用范围广泛；

（2）Fenton试剂为环境友好材料，在处理过程中生成H2O、CO2、O2和氢氧化铁，无二次污染；

（3）Fenton试剂对有机污染物降解彻底、快速，多用于废水的深度处理；

（4）酸化-Fenton法通过自由基反应可提高有机污染物的可生化性，可为后续的生物降解提供有利的条件；

（5）酸化-Fenton法也存在处理费用较高的问题。

3 盐析法

盐析法的原理是压缩油粒与水面界面处双电层，使油粒脱稳。但该法由于操作简单，费用较低，所以使用较多，作为初级处理应用广泛。

目前，通常把盐析和反渗透相结合处理乳化油废水，取得很好效果，其要点是在含油废水中加入 1%-4.5%的聚铝或水溶性盐，在 pH 值 2-5 范围内混合均匀，静止 0.5-1h，油分上浮，除去漂浮油，过滤，此时油分去除率高达 99%。而后用反渗透处理含铝盐或铁盐的水溶液，盐几乎 100%去除。透过水可以循环使用，浓缩水在油水分离中循环。该方法不产生污泥、不排放浓盐水且处理费用比较低。

4 吸附法

吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物，从而使废水得到净化的方法。根据固体表面吸附力的不同，吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。物理吸附是指吸附剂与吸附物质之间是通过分子间引力（范华力）而产生的吸附。化学吸附是指吸附剂与被吸附物质之间发生化学反应，依靠所生成化学键引起的吸附。吸附阶段主要有颗粒外部扩散阶段、孔隙扩散阶段和吸附反应阶段。

吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素，理论上一切固体都具有吸附能力，但是只有多孔物质或磨得极细的物质才能作为吸附剂。常用吸附剂主要有活性炭、吸附树脂、腐植酸类吸附剂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂等。在废水处理中，吸附法多利用吸附剂的多孔性和高比表面积，将废水中的溶解油以及其它溶解性有机物吸附在吸附剂的表面，达到油水分离的目的。活性炭中的泥炭可用于去除废水中的乳化油，所以在处理含乳化液废水中可作为破乳剂。有机吸附剂可分为天然改性和人工合成两类。有机吸附剂一般比无机吸附能力强，二者可单独使用也可以混合使用。吸附剂的再生方法主要有加热再生法、药剂再生法、化学再生法、湿式氧化再生法和生物再生法等。加热再生法处理活性炭时，炭的损失率高，而且再生成本也较高。药剂再生法不但处理成本高而且易造成二次污染。因此，化学再生法、生物再生法和湿式氧化再生法是今后活性炭再生方法的发展方向。

5 气浮法

气浮法也称“浮选法”，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法在煤化工废水预处理中的作用是除去其中的油类并回收再利用，此外对后续的生化处理还起到预曝气的作用。

6 化学混凝法

化学混凝法是向废水中加入混凝剂，使之水解产生氢氧化物胶体及水合配离子，中和废水中有机物表面所带的电荷，并使这些带电物质发生凝集。混凝法一般作为预处理或后处理配合生物降解法使用。

6.1 混凝剂和助凝剂

水处理混凝剂应具有价廉易得、使用方便、混凝效果好且对人体健康无害的特点。混凝剂主要分无机盐类混凝剂和高分子混凝剂两大类。无机盐类混凝剂目前主要有铁盐和铝盐。铝盐中主要有硫酸铝、明矾及硫酸铝和硫酸钾的复盐。无机铁盐中主要有硫酸铁和氯化铁等。

高分子混凝剂主要包括无机和有机两类。聚合氯化铝、聚合硫酸铁是使用较广泛的无机高分子混凝剂。人工合成的聚合氯化铝对各种水质适应性较强，适用的pH值范围较广，对低温水效果也较好，形成的絮凝体粒大而重，投量约为硫酸铝的1/2-1/3。目前，无机高分子混凝剂成为混凝剂开发的一个热点，如聚合硅酸铁（PFSiC）、聚合硅酸铝（PASiC）等新型混凝剂，与聚合铝相比，其效能可提高10%-30%，且价格相对较低，应用前景广阔。有机高分子混凝剂有天然和人工合成两种，它们都具有巨大的线性分子，每一大分子有许多链节组成，链节间以共价键结合。

6.2 混凝反应的机理

水的混凝涉及很多因素至今仍未完全清楚，比如水中杂质的成分和浓度、水温、pH值、碱度以及絮凝剂种类和用量等都会影响混凝的效果。水中投加铝盐或铁盐絮凝剂后发生了水解和聚合反应，水解和聚合的产物与水中胶体污染物进行上述四种作用生成了粗大絮凝体。同种胶体颗粒表面带有同种电荷，这些胶体会受到静电作用而相互排斥，排斥力和排斥能的大小随着颗粒间的距离和电荷数量而变化。颗粒间排斥能越大就越难靠近，也就越不利于絮凝沉淀。加入电解质后，水中的电解质离子可以和部分颗粒表面电荷发生中和反应，从而减小扩散层厚度并降低排斥能，形成絮凝体。目前得到广泛认同的混凝机理包括：压缩双电层、吸附电中和作用、吸附架桥作用和网捕作用。

7 结束语

总之，随着煤制油行业的不断发展，煤制油废水的排放量越来越大，同时煤制油废水难于处理，给环境带来了很大的压力。因此，研究煤制油废水的处理工艺使之达标排放对于保护水环境和人体健康具有重要意义。

【参考文献】