張明 牛亮亮 陳愛軍 黃亞奎

【摘 ?要】隨著科技和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，煤化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生大量的廢水，對自然環(huán)境和人們的身體健康造成了嚴(yán)重的威脅，如何實現(xiàn)煤化工企業(yè)廢水的“零排放”，是當(dāng)下亟需解決的問題，只有引進(jìn)先進(jìn)的廢水處理技術(shù)，才能更好地實現(xiàn)煤化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】煤化工企業(yè);廢水處理技術(shù);應(yīng)用

引言

當(dāng)前我國在新型煤化工技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定的研究，但高耗能、高排放等問題依然是目前新型煤化工產(chǎn)業(yè)普遍存在的問題。由于對環(huán)境的不友好性，煤化工產(chǎn)業(yè)的走向一直受到社會公眾的質(zhì)疑。近些年正值國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整關(guān)鍵期，因此不能隨意取締，而是應(yīng)當(dāng)積極尋求突破點，進(jìn)一步提升當(dāng)前新型煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，科學(xué)合理的處理廢水。

1煤化工廢水的主要來源與特點

1.1煤化工廢水的主要來源

煤炭是利用煤化工中的主要原料，經(jīng)過化學(xué)加工后變成液體、固體、氣體燃料和化學(xué)品，最后通過特殊的工藝制作出的具有一定價值的化工產(chǎn)品。煤制天然氣、煤制甲醇等煤化工項目是以煤為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的化工生產(chǎn)過程，其生產(chǎn)過程中有部分酚、氨、油、硫化物等無法完全轉(zhuǎn)換為有用的化工產(chǎn)品或副產(chǎn)品，這些物質(zhì)通過生產(chǎn)過程的洗滌水或工藝凝結(jié)水等途徑進(jìn)入生產(chǎn)廢水當(dāng)中，因此必須采用適宜的廢水處理技術(shù)對污染物質(zhì)進(jìn)行過濾、吸附等方式來降低對環(huán)境的污染，否則就會對周邊的環(huán)境和人們的身體健康造成威脅。

1.2煤化工廢水分類

根據(jù)煤化工廢水的水質(zhì)條件，我們能夠看出主要有煤氣化廢水與煤液化廢水、煤焦化廢水。例如在水質(zhì)特征的煤氣化工工藝中可以在造氣爐出口運用循環(huán)水冷卻噴淋系統(tǒng)，有助于降低煤氣溫度，可以將煤氣中攜帶沒有分解的焦油與氣化劑微溶或者是溶于水中，并且對水中的有機(jī)雜質(zhì)冷凝，可以洗滌掉煤氣中的部分灰分，也能夠產(chǎn)生大量的制煤氣廢水。由于煤業(yè)化廢水是煤炭轉(zhuǎn)化為油品的過程，在此過程中會產(chǎn)生一定的廢水，主要包含硫、酚等等，含量越高越難降解，排放量越大也越難以有效處理。而煤焦化廢水是煤炭由于隔絕空氣加熱分解為焦油和煤氣，在此過程中產(chǎn)生的廢水，這部分廢水氨、氮含量較高，含有的有機(jī)物污染種類較多，成分也極為復(fù)雜，難以有效處理廢水。

2現(xiàn)代煤化工企業(yè)的廢水處理技術(shù)及應(yīng)用

當(dāng)前，傳統(tǒng)的煤化工廢水的處理工藝流程是“物化預(yù)處理—A/O 生化處理—深度處理—高鹽水處理”以達(dá)到接近于“近零排放”的技術(shù)路線。由于高鹽水處理過程中所產(chǎn)生的結(jié)晶鹽中含有烴類、雜環(huán)類物質(zhì)、酯類和多環(huán)芳烴等有機(jī)污染機(jī)物。還需因地制宜結(jié)合煤質(zhì)與廢水特征進(jìn)行針對性的深度處理。

2.1預(yù)處理

伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型技術(shù)的應(yīng)用率越來越高，早期應(yīng)用最廣的隔油法已經(jīng)逐漸被淘汰，從而轉(zhuǎn)變成了氣浮法。從某種角度來說，這在化工廢水的處理工作之中，兩者基本上算是完全一樣，都能夠去除煤化工之中的多余油類。但是，在應(yīng)用氣浮法的時候，除了可以將油類全部去除之外，還能夠?qū)ε懦龅膹U水進(jìn)行回收，并做到二次利用。不僅如此，應(yīng)用氣浮法后，對后期的生活處理工作也能夠起到一定的預(yù)曝氣的作用。

2.2生化處理

目前針對煤化工所產(chǎn)生的廢水主要使用生物法與化學(xué)、物理法相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合處理。常用的生化法又包括好氧處理法、厭氧處理法以及兩種方式結(jié)合處理法。好氧處理法主要指代基于一類好氧的微生物將其放置于有氧的環(huán)境中并進(jìn)行生物代謝操作，從而將存在于廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行有效降解處理使其變?yōu)橐环N無機(jī)物?，F(xiàn)階段活性泥系統(tǒng)以及MBR系統(tǒng)是應(yīng)用最為普遍的好氧處理法。而厭氧處理法則主要用于去除廢水中的吡啶、吲哚以及喹啉等一類可降解效果較差的物質(zhì)。在有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，厭氧處理法應(yīng)用最早，尤其在對有機(jī)濃度含量較高的廢水、生活污水等方面處理效果普遍較高。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，大量先進(jìn)的厭氧設(shè)備得以研發(fā)并被應(yīng)用于企業(yè)廢水處理，包括ABR、厭氧生物濾池以及厭氧流化床等。缺氧處理法也是目前應(yīng)用較為普遍的廢水處理方式。實際煤化工廢水成分較多且雜，因此簡單的使用一種方式進(jìn)行廢水處理勢必難以達(dá)到理想效果，唯有多種方式的有效結(jié)合才可以進(jìn)一步提高廢水處理質(zhì)量。對于高濃度有機(jī)廢水則首先使用厭氧處理法進(jìn)行前期處理，而在低濃度廢水則使用好氧處理法跟進(jìn)。針對BOD含量為300-700毫克每升的廢水環(huán)境，兩種廢水處理法均可以達(dá)到理想效果，但結(jié)合經(jīng)濟(jì)角度分析好氧處理法更為適用。

2.3深度處理

臭氧屬于強氧化劑，臭氧的氧化過程中主要有兩個途徑。第1種則是通過分子臭氧氧化，另一種途徑則是通過臭氧分化產(chǎn)生羥基自由基，進(jìn)行再次氧化。臭氧氧化技術(shù)有助于降低煤化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的廢水COD，也能夠降低廢水中的色度與濁度，在此過程中不會產(chǎn)生二次污染。根據(jù)相關(guān)研究表明，在內(nèi)循環(huán)的反應(yīng)器過程中，可以對煤化工廢水進(jìn)行臭氧深度處理，能夠處理掉40%至50%的COD。其中對于雜環(huán)類與酚類有機(jī)物產(chǎn)生極為顯著的效果，隨著臭氧氧化技術(shù)的逐步發(fā)展，臭氧在單獨運行中有機(jī)物與臭氧反應(yīng)之后，也會產(chǎn)生羧酸與醛，這兩類物質(zhì)能夠避免與臭氧再次反應(yīng)，有助于提高臭氧處理效能。非均相催化臭氧氧化是構(gòu)建在臭氧氧化的前提下的高檔氧化技術(shù)，是在特定的催化劑作用下，對于產(chǎn)生的羥基自由基進(jìn)行氧化分解，可以應(yīng)用金屬氧化物與活性炭等催化劑進(jìn)行催化。當(dāng)前最多使用的金屬氧化物主要有二氧化鈦，三氧化二鋁。影響氧化劑氧化作用要素，主要有溫度與pH值，增加pH值，能夠有效改善氫氧根離子的發(fā)生，進(jìn)而改善氧化能力，在氧化過程中催化劑可以起到催化作用，并且起到一定的吸附作用，改動pH值能夠轉(zhuǎn)移金屬氧化表面的電荷，并增強對有機(jī)物的吸附能力。例如在紫外光照射下，光催化氧化技術(shù)應(yīng)用半導(dǎo)體材料吸附材料表面的氧化劑產(chǎn)生強烈的氧化功能，可以產(chǎn)生羥基自由基，并且對有機(jī)物進(jìn)行分解。例如可以應(yīng)用二氧化鈦進(jìn)行光催化，能夠有效處理難降解的有機(jī)物。

2.4膜分離技術(shù)

當(dāng)前人們處理工廠廢水、生活污水時，開始采用膜生物反應(yīng)器（MBR）進(jìn)行處理，通過該技術(shù)能提高盡可能回收污水中的有效物質(zhì)，凈化廢水，且能有效節(jié)省能源，可以說是污水處理中的朝陽產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。雙膜技術(shù)（超濾膜與反滲膜）成為國內(nèi)外工程化應(yīng)用、研發(fā)的熱點，經(jīng)超濾去除進(jìn)水中的有機(jī)物與濁度，能夠明顯延長膜的壽命，進(jìn)而減少運行成本。反滲膜去除進(jìn)水中的有機(jī)物、COD作用明顯，還能取得良好的脫鹽效果，將降低COD含量、脫色與脫鹽同時完成，因此提升了處理效率與處理效果，出水可直接作為生產(chǎn)循環(huán)用水。

結(jié)語

現(xiàn)如今，煤化工產(chǎn)業(yè)所扮演的角色越來越重要。為了進(jìn)一步推動煤化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展同時也為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，國家就煤化工廢水排放制定了一系列監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。對于煤化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國家對排放標(biāo)準(zhǔn)的號召，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)結(jié)合自身實際情況制定出一套科學(xué)合理的新型煤化工廢水處理機(jī)制。不斷提升當(dāng)代煤化工企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，為我國現(xiàn)代化建設(shè)，地區(qū)社會和諧穩(wěn)定貢獻(xiàn)自己的一份力量。

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（作者單位：伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司）