李代林

（六盤(pán)水市煤炭產(chǎn)業(yè)研究中心 貴州省六盤(pán)水市 553000）

煤化工企業(yè)廢水處理技術(shù)研究

李代林

（六盤(pán)水市煤炭產(chǎn)業(yè)研究中心 貴州省六盤(pán)水市 553000）

煤化工是以煤炭為原料，然后經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)加工實(shí)現(xiàn)煤轉(zhuǎn)換并綜合利用的工業(yè)，煤化工企業(yè)所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)較復(fù)雜，難降解有機(jī)物濃度較高，毒性也相對(duì)較大，大大加劇了水污染問(wèn)題，使其成為制約煤化工企業(yè)發(fā)展的主要因素之一。此背景下，本文首先分析了煤化工廢水來(lái)源及特點(diǎn)，其次對(duì)煤化工企業(yè)廢水處理技術(shù)進(jìn)行了一定的闡述，最后探討了煤化工廢水處理技術(shù)的應(yīng)用，以供參考。

煤化工；企業(yè)廢水；處理技術(shù)

1 引言

相比于較稀缺的石油與天然氣資源，我國(guó)煤炭資源十分豐富，這使得煤化工行業(yè)在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著非常重要的位置。煤化工廢水處理問(wèn)題，一直是制約煤化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，針對(duì)此情況，必須做好煤化工企業(yè)的廢水“零排放”工作，以促進(jìn)煤化工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2 煤化工廢水來(lái)源及特點(diǎn)分析

煤化工廢水是在煤化工生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水，主要包括焦化廢水、氣化廢水以及液化廢水。其中，焦化廢水主要是在煤焦化過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水，具有較強(qiáng)的污染性，特別是廢水中含有的成本較復(fù)雜，僅僅采用物理工藝無(wú)法使其降解，一旦污染到周?chē)沫h(huán)境，極容易引發(fā)致癌、致畸。氣化廢水主要是在獲取天然氣的過(guò)程中所產(chǎn)生的廢液，主要由洗滌污水、蒸餾廢水以及冷凝廢液等構(gòu)成，相比于工業(yè)廢水，氣化廢水的污染程度相對(duì)較低，但其所包含的污染物很難降解，屬于高污染有機(jī)廢水。液化廢水即為在煤液化過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，該廢水所含有的鹽類(lèi)成分較高，難以生化處理。由此可知，煤化工廢水具有污染程度大、耗水巨大以及不易處理的特點(diǎn)，一般在煤化工集中的地區(qū)多屬于少水地質(zhì)，因此，如果不對(duì)大量煤化工產(chǎn)生的廢水進(jìn)行相應(yīng)的處理與回收，極容易造成大力水資源的浪費(fèi)，不利于生態(tài)可持續(xù)產(chǎn)業(yè)的構(gòu)建。

3 煤化工企業(yè)廢水處理技術(shù)

3.1 廢水預(yù)處理技術(shù)

天然氣是煤化工企業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中的重要產(chǎn)物，在煤化工企業(yè)產(chǎn)品制作過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量廢水，污水中含量較高的物質(zhì)為酚類(lèi)和氨類(lèi)，這在一定程度上造成了資源的浪費(fèi)，增加了污水處理的難度。在進(jìn)行此類(lèi)物質(zhì)的處理時(shí)，需要增強(qiáng)廢水的預(yù)處理工作。在此過(guò)程中，先要對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行一定的剔除，并簡(jiǎn)單的進(jìn)行過(guò)濾。在廢水預(yù)處理工作中，較為常用的工藝為溶劑萃取脫除技術(shù)，其主要是使用特殊的化學(xué)溶劑來(lái)進(jìn)行酚類(lèi)物質(zhì)的溶解，然后通過(guò)利用相應(yīng)的差異性實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的處理，操作較簡(jiǎn)單便利，效果也相對(duì)良好，能夠成功降低酚類(lèi)污染物含量。同時(shí)，還需要煤化工企業(yè)廢水進(jìn)行脫酸處理，由于原料中含有大量的氯、氮、硫元素等，在生產(chǎn)加工中，容易產(chǎn)生酸類(lèi)物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行脫酸處理，可降低天然氣中酸性氣體的溶解度。煤化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的酸性氣體可采用一定的措施向上排放，從而使氣體在上方布置的特殊裝置中進(jìn)行排除，但需要對(duì)此過(guò)程中所采用的裝置的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，即為溫度的合理調(diào)控，以確保該氣體得到有效的過(guò)濾。

3.2 深度處理技術(shù)

煤化工廢水中污染物的濃度往往極高，成分也相對(duì)復(fù)雜，且其降解難度也極高。在完成了煤化工企業(yè)生產(chǎn)廢水的預(yù)處理工作之后，廢水中存在的COD、氨氮等污染物的濃度得到了一定程度的降解，但難以降解的有機(jī)物在生化處理過(guò)程中幾乎無(wú)法被降解，這就需要對(duì)其進(jìn)行深度處理，從而滿足出水的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，在煤化工廢水處理中應(yīng)用最多的深度處理技術(shù)為高級(jí)氧化技術(shù)，主要包括臭氧氧化技術(shù)、非均相催化臭氧氧化技術(shù)、超臨界水氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)等。

3.2.1 臭氧氧化技術(shù)

臭氧屬于一種強(qiáng)化劑，其氧化過(guò)程主要涉及兩種途徑，一種為直接通過(guò)分子臭氧氧化，另一種則為間接通過(guò)臭氧分解并生成羥基自由基進(jìn)行氧化。臭氧氧化技術(shù)可以降低煤化工廢水中的COD，并且還能夠降低水中的色度和濁度，在此處理過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。由相關(guān)研究分析可知，在內(nèi)循環(huán)的反應(yīng)器中，利用臭氧對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理，COD的去除率可達(dá)40～50%，對(duì)酚類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)有機(jī)物的處理效果最佳。近年來(lái)，通過(guò)深入研究臭氧氧化技術(shù)發(fā)現(xiàn)，臭氧在單獨(dú)使用過(guò)程中，有機(jī)物和臭氧反應(yīng)后通常會(huì)生成醛和羧酸，上述兩種物質(zhì)不能再與臭氧繼續(xù)反應(yīng)，限制了臭氧的礦化作用，降低了臭氧的處理效果。通過(guò)采取其他的措施提升臭氧的氧化作用，或是將UV與臭氧聯(lián)合使用進(jìn)行廢水處理，臭氧的氧化能力比單獨(dú)使用提高了10倍以上，極大地改善了臭氧的氧化能力。

3.2.2 非均相催化臭氧氧化技術(shù)

所謂非均相催化臭氧氧化技術(shù)，其主要是一種臭氧氧化基礎(chǔ)上發(fā)展的新型高級(jí)氧化技術(shù)，是臭氧在特定的催化劑作用下產(chǎn)生高效的羥基自由基，然后對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的一種技術(shù)，主要使用的催化劑包括金屬氧化物、金屬改性的沸石、活性炭等。金屬氧化物是當(dāng)前研究最熱的一種物質(zhì)，例如Al2O3、TiO2等。此外，pH值和溫度也是影響其氧化效果的因素，其中，pH值主要影響OH的產(chǎn)生，pH值升高有助于提高OH的產(chǎn)生，從而提高氧化能力。此外，在催化氧化過(guò)程中，催化劑不僅能夠發(fā)揮催化的作用，還具有吸附作用，pH值的變化將影響金屬氧化表面的電荷的轉(zhuǎn)移，從而影響對(duì)有機(jī)物的吸附能力。

3.2.3 超臨界水氧化技術(shù)

水在超臨界狀態(tài)下會(huì)具備非極性有機(jī)溶劑的性質(zhì)，超臨界水氧化技術(shù)是一種利用水的此種性質(zhì)進(jìn)行氧化分解的技術(shù)，該技術(shù)具有反應(yīng)效率高、處理徹底的特征。同時(shí)，超臨界水氧化技術(shù)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于超臨界狀態(tài)的水具有嚴(yán)重的腐蝕性，無(wú)機(jī)鹽在反應(yīng)過(guò)程中往往會(huì)有結(jié)晶析出，從而引發(fā)設(shè)備與管道堵塞等問(wèn)題，提升了超臨界廢水的處理成本，影響了工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。

3.2.4 光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)是一種利用半導(dǎo)體材料，在紫外線照射下對(duì)吸附在材料表面的氧化劑進(jìn)行激發(fā)，然后利用所產(chǎn)生的具備強(qiáng)化性能的羥基自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的處理技術(shù)。就當(dāng)前情況來(lái)看，TiO2是應(yīng)用最多的一種光催化劑，通過(guò)利用光催化技術(shù)處理模擬的苯酚廢水結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，TiO2的投加量為2g/L、pH值為3，光照2.5h的條件下，苯酚的去除效果最佳，可達(dá)到96%。TiO2光催化技術(shù)對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果十分顯著，但目前還未能廣泛應(yīng)用于煤化工廢水的處理，原因在于該催化劑無(wú)法充分利用太陽(yáng)能，反應(yīng)器設(shè)計(jì)難以符合實(shí)際的應(yīng)用。

4 煤化工廢水處理技術(shù)的應(yīng)用

4.1 案例說(shuō)明

某公司主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)為煤化工生產(chǎn)，其主要是利用正常的煤化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，但在煤化工生產(chǎn)過(guò)程中，必定會(huì)產(chǎn)生煤化工廢水，針對(duì)此，該公司對(duì)煤化工廢水進(jìn)行了詳細(xì)的檢測(cè)，確定其中包含有機(jī)物、有毒物質(zhì)、金屬物質(zhì)等，大大增加了煤化工污水處理難度，決定采用先進(jìn)的煤化工廢水處理技術(shù)整治。在具體整治過(guò)程中，以廢水的“零排放”為主要目標(biāo)，遵循廢水處理原則，采用了預(yù)處理、生化處理、回用水處理、濃鹽水處理等工藝進(jìn)行處理，具體如圖1所示。

4.2 煤化工廢水處理技術(shù)的應(yīng)用

4.2.1 廢水預(yù)處理

該公司BDO污水預(yù)處理裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為60t/h，BDO污水、生產(chǎn)污水與生活污水采取隔離處理的措施，隔離廢水中含有的油性物質(zhì)，沉淀污水，等到污水徹底沉淀之后，再利用溶氣氣?。―AF）或是擴(kuò)散氣?。∕AF）對(duì)廢水進(jìn)行再次處理，當(dāng)污水預(yù)處理達(dá)標(biāo)之后，將其送入生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)池，以實(shí)現(xiàn)廢水預(yù)處理目的。

4.2.2 生化處理

圖1 煤基多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目廢水處理工藝流程圖

在該公司廢水生化處理中，主要應(yīng)用A/O生化處理技術(shù)對(duì)BDO污水、生產(chǎn)污水與生活污水進(jìn)行深入處理，以此來(lái)將廢水中的有機(jī)物分解。

4.2.3 回用水處理

通過(guò)生化處理之后的煤化工廢水中含有的COD、氨氮等物質(zhì)的濃度大幅降低，但廢水中依舊存在一些難以分解的有機(jī)物，這就需要對(duì)廢水進(jìn)行回用水處理，主要是將廢水回用裝置調(diào)至為2600t/h標(biāo)準(zhǔn)，然后對(duì)廢水進(jìn)行混凝沉淀、多介質(zhì)過(guò)濾、膜分離（微濾、超濾、納濾、反滲透）、化學(xué)氧化等處理，以此來(lái)對(duì)廢水中難以降解的有機(jī)物進(jìn)行徹底的深度處理。

4.2.4 濃鹽水處理

通過(guò)回用水處理之后得到的水，還需要對(duì)其進(jìn)行濃鹽水處理，以使得處理之后的水能夠再次被利用。在濃鹽水實(shí)際處理工作中，需采用雙模處理之后的反滲透濃水，其鹽質(zhì)量濃度為3000～25000mg/L，有利于提升濃鹽水處理效果。在提高廢水中的鹽含量之后，還需要對(duì)廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理，一般采用機(jī)械蒸汽壓縮再循環(huán)技術(shù)，可有效排出鹽鹵水，等到其凝固結(jié)晶成固體之后，將其運(yùn)送至堆填區(qū)進(jìn)行埋放處理，這意味著完成了煤化工處理工作，公司廢水“零排放”目的即可達(dá)到。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤化工企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，煤化工廢水污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，加劇了環(huán)境問(wèn)題，所以，如果不嚴(yán)格處理煤化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，必將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。針對(duì)此，在煤化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)合理應(yīng)用煤化工廢水處理技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行相應(yīng)的處理，使得廢水排放達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，從而在創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，保護(hù)環(huán)境。

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X703

A

1004-7344（2016）25-0323-02

2016-8-15

李代林（1988-），男，漢族，遵義湄潭人，工程師，研究生，主要從事能源行業(yè)管理工作。