顧獻智　閻建民

摘 要：煤化工是指以煤原料為主，利用化學加工手段進行處理，轉(zhuǎn)化成氣體、液體、固體燃料或者是化學產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。煤化工主要包括煤氣化、煤液化、煤干餾、焦油加工和電石乙炔化工。在進行煤化工的過程中，會產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和廢渣，造成嚴重的化學環(huán)境污染，這對構(gòu)建綠色環(huán)保社會是極為不利的。該文將分析煤化工的生產(chǎn)過程中廢水的來源以及特點，并且介紹幾種廢水處理的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤化工 化學污染 廢水處理

中圖分類號：X74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（a）-0056-02

化學工業(yè)一直是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。我國近年來的煤化工產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展，煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣和煤制乙二醇都是國家所重視的新型能源。但是煤化工在生產(chǎn)過程中要消耗大量的水資源，也容易產(chǎn)生大量的廢水，造成嚴重的水源污染。對此要從技術(shù)上進行改進，提高煤化工的廢水處理技術(shù)的水平，對廢水實行凈化和重復利用，提高水資源的利用率。

1 煤化工廢水的來源以及特點

煤炭是煤化工的主要原料，運用一系列技術(shù)手段，將煤炭轉(zhuǎn)化為燃料和化學產(chǎn)品的過程。在煤化工的生產(chǎn)過程中，有多個工序都容易產(chǎn)生廢水，比如：鼓風冷凝、脫硫、除氨等。煤化工的廢水中含有大量的酚和氨，還有焦油、苯酚、氰化物、硫化物、COD等污染物質(zhì)，具有強烈的毒性[1]。如果不能采用有效地措施對廢水進行處理，會降低土壤的質(zhì)量，對環(huán)境造成不可預計的負面影響。

煤化工廢水的主要特點有如下幾方面。

第一，難以被降解。煤化工廢水當中含有大量的有機物，比如：喹啉、異喹啉、聯(lián)苯，這些有機物的結(jié)構(gòu)異常穩(wěn)定，很難被降解，給煤化工廢水的處理帶來了巨大的困難。

第二，顏色深，污濁程度高。在煤化工進行生產(chǎn)時，各個環(huán)節(jié)都能夠產(chǎn)生一定的廢棄物，融入工業(yè)廢水當中。這就造成了工業(yè)廢水成分復雜，各種污染物質(zhì)混合在一起，顯得特別污濁。

第三，污染成分復雜。煤化工的生產(chǎn)工藝很復雜，具有多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。這些環(huán)境中都會產(chǎn)生污染物質(zhì)，這些污染物質(zhì)集中在廢水當中，成分復雜，大大增加了廢水處理的難度，提高了對廢水處理技術(shù)的要求。

2 煤化工廢水的處理技術(shù)

2.1 預處理

2.1.1 氣浮法

這一方法主要是針對廢水中的油類物質(zhì)進行去除和回收。主要工作原理是：向廢水中通入空氣小氣泡，促使小氣泡與水中的油滴顆粒粘附在一起，再把利用特殊方法把氣泡從水中排出去，達到了分離油質(zhì)成分的作用。氣浮法對于懸浮物的處理效果顯著，而且產(chǎn)生浮渣容易運輸和再次利用。但是氣浮法只對于油類物質(zhì)具有明顯效果，所以經(jīng)常要與其他方法配合使用。

2.1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是為了出去廢水中懸浮的有機物，以便進行后續(xù)的生物處理。這種方法主要是利用重力作用讓水中的固體懸浮物下沉，從而與液體分開。在工業(yè)廢水中加入混凝劑，比如：鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺，來強化沉淀效果。采用混凝沉淀法，需要根據(jù)廢水成分的不同、pH值的不同來采用不同種類和用量的混凝劑。這種方法的優(yōu)點是流程簡單、花費資金少，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的廢水處理；缺點是對于COD的去除沒什么效果，而且容易生成大量難以進行脫水處理的泥渣。

2.1.3 MAP化學沉淀法

MAP化學沉淀法是為了去除煤化工廢水當中的氨和氮。由于含有氨和氮的復鹽，比如：磷酸銨鎂、磷酸銨鋅等，不容易在水中溶解，所以，要向廢水中加入磷酸根離子和一些金屬離子，來與高濃度的氨和氮生成沉淀進行分離。目前，對含氨氮廢水的處理，主要是向其中投入氯化鎂和磷酸氫二鈉。由于生成的沉淀物英文縮寫為MAP，所以這種方法被稱作MAP化學沉淀法。MAP化學沉淀法對于廢水中的氨和氮去除率很高，工藝流程也不復雜，沉淀反應不會受到溫度和水中毒素的影響，生成的沉淀物也沒有后續(xù)污染。

2.1.4 溶解萃取脫酚法

通過溶解萃取對廢水進行脫酚處理，能夠回收廢水中的酚成分。酚在一些特定的溶劑中的溶解度比在水中的溶解度大[2]，這一特質(zhì)就是溶解萃取脫酚法的工作依據(jù)。將含酚的工業(yè)廢水和容易溶解酚的萃取劑共同投入萃取設備當中，然后再通過精餾塔將酚和萃取劑分離出來，得到能夠繼續(xù)循環(huán)使用的萃取劑和脫酚廢水，達到提取廢水中的酚的目的。經(jīng)過處理后的脫酚廢水，可以經(jīng)由溶劑回收塔流向下一廢水處理環(huán)節(jié)。

2.2 生化處理

2.2.1 SBR工藝

SBR工藝是一種出現(xiàn)于20世紀70年代的新技術(shù)，主要適用于生物降解和脫氮除磷。SBR工藝包括5個工作流程，既進水、反應、沉淀、排水、閑置等。這一工藝方法能夠?qū)崿F(xiàn)生物降解、沉淀、均化和終沉等功能于一體，由高科技設備進行自動控制，不需要再設置污泥回流系統(tǒng)。SBR工藝的反應池具有良好的生化反應能力和污水處理能力，能夠有效抵抗污泥膨脹帶來的沖擊，穩(wěn)定地進行工作[3]。

2.2.2 固定化生物技術(shù)

固定化生物技術(shù)能夠有效處理廢水當中的難降解有機毒物，是近年來研發(fā)出來的新型廢水處理技術(shù)，在固定優(yōu)勢菌種時具有很強的針對性和可選擇性。采用這種技術(shù)對工業(yè)廢水進行處理，能夠提高生物反應器內(nèi)部的微生物的細胞濃度和純度，有利于高效菌種保持活力。通過這種方法來處理工業(yè)廢水，產(chǎn)生的污泥較少，容易去除大量的氨，形成固體和液體分離開的處理產(chǎn)物。

2.2.3 A2-O法

A2-O法又叫做低氧-好氧法，對于工業(yè)廢水當中的氨氮和有機會具有顯著的處理效果。A2-O工藝是在A-O工藝的基礎上進行改進的工藝方法。相比A-O工藝，A2-O工藝在缺氧池之前多設置了一個厭氧池。在煤化工的廢水當中，往往會含有大量的雜環(huán)及多環(huán)的芳烴類有機物，這些有機物在氧氣充足時不容易發(fā)生生物降解，必須要經(jīng)過厭氧酸化處理，才能夠容易發(fā)生生物降解，或者轉(zhuǎn)化為小分子。

2.3 深度處理

2.3.1 活性炭吸附法

活性炭是一種黑色、多孔的固體炭，具有很強的吸附性，在工業(yè)生產(chǎn)中常常被當作吸附劑來使用?；钚蕴课椒?，就是利用活性炭的這一特質(zhì)，對煤化工廢水進行深度處理?；钚蕴康目锥幢砻婢哂写罅康聂然?、羥基、酚羥基和內(nèi)酯，對COD具有明顯的去除效果。科學調(diào)查表明，在pH值為6的環(huán)境下，向50 mL廢水當中投入一克活性炭粉末，1 h能夠去除98.5%的COD。

2.3.2 催化濕式氧化法

催化濕式氧化法，就是在高溫、高壓、催化劑等條件下，促進廢水當中的氧化作用，把廢水當中的有機物分解成二氧化碳、水和氮氣等無害物質(zhì)。目前這一方法的應用主要體現(xiàn)在兩個方面：高濃度、難降解的有機廢水的預處理；包含有毒物質(zhì)的工業(yè)廢水處理。這種方法的特點是用途廣、氧化速度快、廢水處理的效率高、工藝流程簡單、不容易產(chǎn)生二次污染。使用這種方法，催化劑昂貴的價格和高處理成本是主要的限制條件。另一方面，使用催化濕式氧化法需要高溫高壓的工作條件，對工藝設備具有很高的要求。

2.3.3 臭氧氧化法

臭氧氧化法具有瞬時反應、沒有永久性殘留物、處理效率高等特點，被應用于煤化工的廢水處理當中。其主要工作流程如下：首先，在隔油池內(nèi)分理出廢水的油和酚，然后進去調(diào)節(jié)池進行PH值的調(diào)節(jié)，最后與臭氧一起通過氧化器進行氧化，通過氧化器的時候一般以一種噴射的方式來進行。由于臭氧不容易儲存，需要在生產(chǎn)之后立即進行使用，所以，不容易調(diào)節(jié)臭氧的輸出量，在廢水的水質(zhì)發(fā)生變化時的適應性差。另一方面，這一工藝方法容易消耗較大的投資和耗電量，實行的成本過高，還容易造成臭氧泄露，對周圍環(huán)境和生物形成危害。

3 處理工藝

下圖為筆者所工作的寶鋼焦化廠某分公司煤化工企業(yè)污水處理工藝流程見圖1所示。

上述工藝的廢水處理過程中，對傳統(tǒng)的工藝流程進行了改進。經(jīng)處理后送深度回用處理站作最終處理，廢水站運行過程中產(chǎn)生的水泵機封冷卻水、場地清洗水、設備檢修排水等全部收集后處理，因此可以達到區(qū)域內(nèi)無廢水外排。經(jīng)過3年的現(xiàn)場運營，效果良好，最終70%的煤化工廢水處理成了工業(yè)用水，在其余單元內(nèi)回用；10%的納濾（納濾）濃水送三燒結(jié)混合機拌料處理，20%的二級RO（反滲透）濃水用作煉鐵廠1#燒結(jié)機的干法脫硫裝置的煙氣冷卻水，達到廢水“O”排放的目標，這也是國內(nèi)鋼鐵企業(yè)處理焦化廢水做的最好的。

4 結(jié)語

煤化工的廢水處理，是推動煤化工綠色化、環(huán)保化的重要工作內(nèi)容之一。煤化工廢水的成分復雜，容易對環(huán)境和人體健康造成嚴重的破壞。為了降煤化工廢水的惡劣影響降到最低，必須提高廢水處理技術(shù)的水平，研究出低成本、高效率、高去除率、無二次污染新型廢水處理技術(shù)，這樣才能夠促進煤工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 姚碩，劉杰，孔祥西，等.煤化工廢水處理工藝技術(shù)的研究及應用進展[J].工業(yè)水處理，2016（3）：16-21.

[2] 張冬，陳曉峰.煤化工廢水的處理技術(shù)及應用[J].當代化工，2016（1）：70-72.

[3] 何緒文，王春榮.新型煤化工廢水零排放技術(shù)問題與解決思路[J].煤炭科學技術(shù)，2015（1）：120-124.