煤化工廢水處理方法范文

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[關鍵詞]煤化工；廢水處理；方法分析

中圖分類號：X784 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0124-01

不同于傳統的煤化工，新型煤化工主要是以潔凈能源和化學品為目標產品，主要包括煤制甲醇、煤制二甲醚以及煤制油等。新形勢下，我國的能源結構不斷的呈現出“多煤少油”的特點，這為我國未來的油氣資源帶來了很大的補充，同時也部分替代了傳統的煤化工。那么，新形勢下的煤化工廢水處理主要包括哪些呢？本文主要從以下幾點展開論述。

一、煤化工廢水所具有的特點

煤化工企業需要大量的用水，所以產生的廢水也比較多，廢水主要來源于凈化煤氣、煤煉焦和回收化工產品精制等生產過程。這種廢水大多數都有相當復雜的成分，但最主要的還是氨與酚類物質，含有相當多的有機污染物，毒性一般都比較大，污染物濃度也很高，在治理上存在一定困難。若未經合理處置就進行排放，會對水域周邊的農作物、人、畜等造成嚴重危害。煤化工廢水中的污染物質有300多種， ，其COD約5000mg/L，氨氮200～500mg/L，是一種典型的含難降解有機物的工業廢水。廢水中的易降解有機物主要是苯類和酚類；難降解有機物包括聯苯等。

二、當代煤化工廢水處理工藝的現狀

目前，在煤化工企業中，所排放的廢水主要是高濃度的煤氣洗滌廢水，其中含有許多酚、氨氮以及氰化物等有毒有害的物質，廢水中的 COD 平均在 5000mg/L 左右、氨氮也保持在 200～500mg/L 之間。同時，廢水中含有的多數有機污染物，是很難降解的。而現階段煤化工廢水處理工藝也是不夠完善的，其現狀具體表現如下：

2.1 預處理工藝的現狀

傳統的預處理方法為隔油法，由于油類過多會影響到后續的生化處理效果，而隔油法可以很好地解決這一問題，但效果有限，同時不利于回收利用。

2.2 生化處理工藝的現狀

一般情況下，經過預處理之后的煤化工廢水，往往通過缺氧――好氧生物法來進行處理，然而煤化工廢水中由于含有一定的多環以及雜環類化合物，經過好氧生物工藝處理之后，出水中的氨氮和 COD 指標很難穩定達標。

2.3 深度處理工藝的現狀

經過生化處理之后，煤化工廢水中出水的氨氮和 COD 等濃度在一定程度上下降了，然而，受難降解有機物的影響，導致出水的色度和 COD 等指標還是不能達到有關排放標準。由此可見，深度處理工藝有著必要性。但是，傳統的深度處理方法有限，并且沒有取得明顯的效果。

三、當代煤化工廢水處理工藝的發展

3.1 對好氧生物法的改進

（1）PACT法：這種方法是將活性炭粉末投放到活性污泥曝氣池中，因為活性炭對溶解氧和有機物有吸附作用，利用這一特點提供給微生物成長所需的食物，有機物的氧化分解能力有所增加。濕空氣氧化法可以對使用過的活性炭再生。（2）載體流動床生物膜法：也稱CBR，這種方法是一種基于特殊結構填料的生物流化床技術，它將同一個生物單元中的活性污泥法和生物膜法有機結合，將特殊載體填料投放到活性污泥池中，這樣懸浮填料表面就會附著大量微生物，微生物膜就形成了。使得填料表面所附著的微生物能達到很高的生物量，相比懸浮生長活性污泥工藝來說池中的生物濃度要提高2-4倍，可達到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經過獨特設計的，通過鼓風曝氣的擾動，在反應池中填料隨水流浮動。煤化工廢水中的氧氣和污染物就與附著生長的生物群充分接觸，污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜內，被生物膜內的微生物充分降解，大大提高了整體系統的降解效率。

3.2 深度處理技術

煤化工廢水經過生化處理后，出水中還會存在少量難降解的污染物，導致色度和COD濃度不能達到相關排放標準或者回用標準的要求，需要對其進行深度處理。目前，煤化工廢水深度處理常用的方法有混凝沉淀法， 高級氧化法等。（1）混凝沉淀法。王俊潔等研究了高效混凝沉淀技術煤化工廢水SS處理中的應用。試驗結果顯示，采用該技術后，出水濁度可降到3度以下，遠遠低于傳統工藝中的混凝沉淀出水的指標，使得后續濾池的進水負荷大大減小。（2） 高級氧化法高級氧化法是目前煤化工廢水深度處理技術中應用較為廣泛的一種技術，其中應用較多的高級氧化劑主要包括Fenton試劑， 臭氧等。

3.3 厭氧一好氧聯合生物法

近年來化工研究者開始重視好氧和厭氧的聯合生物處理法，因為在煤化工廢水處理中，單獨的厭氧或者好氧技術所處理的廢水的達標程度不是令人很滿意。煤化工廢水經厭氧酸化處理之后，可以有效提升水中有機生物的降解能力，這樣就為接下來的好氧生物處理打下了良好的基礎，經過前期的處理后CODcr的去除率最終能過超過90%。在煤化工廢水中，有一些比較難降解的有機物 ，通過厭氧一好氧聯合生物法對這些難降解物的去除率分別能達到55%、70%和67%，這是一般的好氧處理法所不能達到的，其只能將這些難降解的有機物除去20%。

3.4 催化濕式氧化法

催化濕式氧化技術是在高壓、高溫條件下使用催化劑使得污水中含有的氨、有機物分別氧化分解成水、二氧化碳等無害物質，從而達到凈化水質目的。目前，該方法主要應用于以下兩大方面：一是用于處理有毒的工業廢水；二是用于難降解高濃度有機廢水的預處理。該方法具有氧化速度快、適用范圍廣、流程簡單、處理效率高、二次污染小等優點。然而現在市面上催化劑的價格一般都很昂貴所以這也增加了處理的成本， 除此之外使用這樣方法對工藝設備要求將會非常的苛刻，同時還要在高溫高壓環境下進行處理，目前在我國國內很少有廠商使用這種方法來處理廢水。

四、結語

隨著水污染問題的日益加重，最近幾年各行各業以及環保部門都在努力研究廢水處理的新技術，盡管很多廢水處理的新方法新技術已經在實際的使用中發揮出了重大的作用，但是深入研究就不難發現，有一些新的方法本身就有很多的不足之處，其只能在一定范圍內使用在超出其使用范圍的條件下它的作用就很難發揮出來。

參考文獻

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[2]王艷青.煤化工廢水處理的方法分析[J].中國石油和化工標準與質量，2012，16：3.

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關鍵詞：煤化工；廢水處理；方法；預處理；生化處理

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

引言

煤化工廢水來源于煤化工，企業排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質且含有酚類。綜合廢水中 CODcr一般在 5000m g/L左右、氨氮在 200-500m g/L，廢水所含有機污染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。廢水中的易降解有機物主要是酚類化合物和苯類化合物；砒咯、萘、呋喃、瞇唑類屬于可降解類有機物；難降解的有機物主要有砒啶、咔唑、聯苯、三聯苯等。

一、煤化工廢水的特點

在煤化工生產作業中，大量的廢水會隨著處理工作排出，以高濃度的煤氣洗滌水為主，其中含有大量有毒有害物質，包括酚、油、氰化物、氨氮等，廢水中 COD 含量約 5000m g/L，氨氮含量約 200―500m g/L。有機污染物包括多環芳香化合物，酚類和含氧、氮、硫的雜環化合物。由于含有多種化合物，因此在具體廢水處理過程中，降解比較困難，其中難以降解的有機化合物包括吡啶、聯苯、三聯苯等。針對廢水的以上特點，采取適當工藝，提高廢水處理效果就顯得十分重要。

二、煤化工廢水處理現狀

目前國內處理煤化工廢水的技術主要采用生化法，生化法對廢水中的苯酚類及苯類物質有較好的去除作用，但對喹啉類、吲哚類、吡啶類、咔唑類等一些難降解有機物處理效果較差，使得煤化工行業外排水 CODcr 難以達到一級標準。同時煤化工廢水經生化處理后又存在色度和濁度很高的特點（因含各種生色團和助色團的有機物，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-羥基-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，要將此類煤氣化廢水處理后達到回用或排放標準，主要進一步降低 CODcr、氨氮、色度和濁度等指標。

三、新型煤化工廢水處理技術探究

近年來，不斷有新的方法和技術用于處理煤化工廢水，但各有利弊。 為了實現對廢水的有效處理，降低環境污染，實現廢水的達標排放，滿足用水需要，采用合適的方法進行處理是必須的。具體來說，處理廢水的過程包括預處理、生化處理以及深度處理，從而提高處理效果，實現對廢水有效利用的目的。

1、預處理方法

物化預處理：常用的方法：隔油、氣浮等。過多的油類會影響后續生化處理的效果，氣浮法煤化工廢水預處理的作用是除去其中的油類并回收再利用，此外還起到預曝氣的作用。該方法主要是除去煤化工廢水中的含油物質。其作用原理是將空氣通入污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質（如乳化油）黏附在氣泡上，并隨氣泡上升至水面，從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。為了提高氣浮效果，有時需向污水中投加混凝劑。故通常與其它方法聯合使用。

1.1 隔油法。煤化工廢水，尤其是煤液化工藝排水，其中含有一定濃度的油類物質，它能粘附在菌膠團表面．嚴重影響生化效果。一般生物處理進水要求廢水中油的質量濃度不超過50mg／L．最好控制在20m#L以下。煤化工廢水中所含的油類以輕質油為主．其密度比水小，通常采用隔油法將其從水中分離出來。

1.2 氣浮法。氣浮法主要用于去除廢水中的油類物質和懸浮顆粒物，氣浮法的形式比較多，常用的氣浮方法有加壓氣浮、曝氣氣浮、真空氣浮以及電解氣浮和生物氣浮等。

1.3 脫氨。煤氣化廢水中含有高濃度的氨氮以及微量高毒性的氰化物．對微生物產生抑制作用，目前主要采用蒸汽汽提一蒸氨法去除氨類。在堿性條件下，廢水中的氨氮以游離氨的形式存在。當大量蒸汽與廢水接觸時。游離氨被吹脫出來。析出的可溶性氣體通過吸收器，氨被磷酸溶液吸收，再將此富氨溶液送人汽提器，使磷酸溶液再生，并回收氨。采用隔油一氣浮一脫酚一蒸氨預處理工藝，經預處理后。煤氣化廢水中氨氮的質量濃度由11 159降為195 mg／L，去除率達到了98．3％。

2、生化處理方法

預處理之后進行生化處理，一般將缺氧生物法、好氧生物法結合起來使用，該方法就是常見的 A/O 工藝。廢水中含有雜環、多環類化合物，采用好氧生物法處理后，廢水的 COD 指標難以穩定達標。為了解決這種工藝存在的不足，經過探索與實踐，人們在處理廢水中還探索出以下幾種工藝。

2.1 PACT 法，即在活性污泥曝氣池中加入適量活性炭粉末，發揮其溶解氧、有機物吸附等作用，為微生物生長提供食物，加快對有機物氧化分解，達到除去廢水中的雜質，提高廢水處理效果的目的。

2.2 厭氧生物法，在進行廢水處理中，為了提高處理效果，將上流式厭氧污泥床工藝運用到處理工作中。反應器底部設置污泥層，廢水自下而上通過反應器，通過該流程的處理，大部分有機物被轉化為 CO2和 CH 4，從而達到處理污水的目的。

2.3 流動床生物膜法，在同一處理單元中將活性污泥法和生物膜法結合使用，將特殊載體填料加入活性污泥池中，微生物附著在懸浮填料表面生長，形成微生物膜層，提高降解效率，實現對污水的有效處理。第四、曝氣生物濾池法，該方法集生物膜法和活性污泥法的優點于一體，實現了物理過濾和生化反應在同一反應池完成，簡化了流程，方便操作，增強了人們對廢水處理的滿意度。

3、深度處理方法

經過生化處理后，廢水的COD含量、氨氮濃度得到大大降低，然而，難以降解的有機物仍然沒有得到有效處理，廢水濁度、COD 指標無法達到排放標準，需要對其進行進一步的處理。具體方法有以下幾種。

3.1 固定化生物技術。該技術先進、高效，能夠選擇固定優勢菌種，可以有針對性的處理含有難以降解的有機物廢水，提高處理效果，滿足達標排放要求。

3.2 混凝沉淀法。在進行廢水處理過程中，為了提高處理水平，加強沉淀效果，需要采用相應的混凝劑，例如，鋁鹽、鐵鹽、聚鐵、聚鋁等，并調節好 PH 值。通過采取這些措施，在混凝劑的作用下，廢水中的懸浮物能夠加快聚集、沉淀，實現固液分離。將廢水中的懸浮有機物除去，降低廢水濁度，達到更好的處理效果。

3.3 吸附法。固體表面有吸附溶劑、膠質的能力，廢水通過比表面積很大的吸附劑時，污染物會被吸附到固體顆粒。該方法處理效果好，但存在不足與缺陷，例如，吸附劑使用量大，費用高，容易導致二次污染等。

3.4 高級氧化技術：由于煤化工廢水中的酚類、多環芳烴、含氮有機物等難降解的有機物占多數，嚴重影響了后續生化處理的效果。高級氧化技術中的催化氧化法可以應用在煤化工廢水處理工藝的前段，去除部分 COD 和增強廢水的可生化性，因此該技術在后續的深度處理單元中應用可以獲得更好的經濟性和降解效果。

三、煤化工廢水處理的方法選擇

為實現更好的廢水處理效果，必須選擇合適的處理方法。運用生物氧化法進行廢水處理，出水中含有少量難以降解的有機化合物，導致 COD 含量偏高，不能滿足達標排放的要求。運用吸附法則可以降低 COD 含量，但會出現吸附劑再生及二次污染等問題。因此，為了達到更好的處理效果，必須注重對相關技術措施的結合。將缺氧/好氧法與 BAF 法聯合使用，能夠取得良好的廢水處理效果，該方法也是煤化工廠廢水處理的主要工藝，得到很多處理廠的認可，運用效果良好。另外，混凝沉淀法與超濾、反滲透雙膜處理技術結合使用，能夠實現深度處理的目的，達到對廢水進行回收利用的目的。

結束語

總而言之，由于環保政策將逐漸落實，人們環保意識在不斷提高，化工廢水處理壓力在不斷增大。因此，根據廢水的特性，隨著科學技術的發展，不斷尋找高效、價格合適、環保等更優的技術，將廢水處理后的指標進一步提高，不僅利國利民，而且會更好的服務于生產，意義重大。

參考文獻

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關鍵詞：　煤化工；廢水；厭氧；好氧；生化處理

我國目前針對煤化工廢水處理所采用的生化法而言，主要的優點就在于能夠對于廢水中所含的苯物質以及苯酚類物質進行有效的清除；但是，這個辦法也有較為突出的缺點：對于廢水內含有的難以進行降解的物質無法進行有效的清除，比如咔唑類等。在對CODcr進行檢測的時候，絕大部分的煤化工企業都難以達到國家指定的一級標準。而色度以及混濁度極高也是采用生化法處理的后遺癥，所以，必須使得CODcr以及色濁度進一步的降低，才能達到我國相關的排放標準。

1　煤化工廢水處理技術現狀及水質分析

1.1　現狀分析

由于煤化工廢水的成分較為復雜，且種類繁多，使得單純依靠傳統的物理與化學方法難以達到預期的排放效果。現有的煤化工廢水處理主要分為三個級別，一級處理為預處理，此處理多采用物理化學方法，將廢水進行初步分類并進行一定的回收；二級處理為生化處理，最后則是深度處理。

1.2　水質分析

濃度含量比較高的洗滌廢水是煤化工企業在生產過程中產生的主要廢水，其含有極高的含毒量以及有害物質含量。在煤化工企業產生的綜合廢水內部，其含有的氮氨含量大概為200-500mg/L，而CODcr的含量甚至高達5000mg/L。同時，在廢水中還含有大量有機污染物，類似于酚類、多環芳香類化合物，甚至還含有硫等雜環化合物，這些物質都難以進行降解。廢水中同時還含有一定量的可分解有機化合物以及難以分解的有機化合物。

2　生化處理法概述

在對于煤化工生產廢水進行相關處理之前，都必須進行一定程度的物化預處理，而這種預處理的主要內容包括有隔油、氣浮等。所謂的氣浮法指的是將廢水中所含的油類物質進行處理、回收，這樣做的好處在于避免廢水中的油類物質對后續處理造成一定的影響，同時還起到一定的曝氣作用。

就目前而言，世界上對預處理結束后，一般采用好氧生物法或是缺氧生物法后，再進行有關處理，也就是我們常說的AO處理工藝。但是就算通過這兩種處理方式進行再處理后的廢水中，還是不能保證所蘊含的CODcr達標，因為在廢水內部還留有許多的雜環類以及多環類的有機化合物。

所以，針對上述問題，在最近幾年的研究成果中，有許多新方式可以對其進行有效的清除處理。比如厭氧生物法、載體流動床生物膜法、好氧厭氧綜合生物法以及PACT法等。

2.1　對好氧生物法進行改進

PACT法指的是將一定量的活性炭放到污泥曝氣池內部，通過活性炭本身的特質——對于溶解氧以及相關的有機化合物有一定的吸附作用，我們通過這一特點對微生物提供其成長所需要的食物，同時也是的有機化合物相關氧化能力得到一定程度的提升。而濕空氣法則是還可以對使用過了的活性炭獲得再生。

而載體流動床生物膜法，我們通常稱呼其為CBR，其主要建立在一種特殊性質的填料上的化床技術，談可以將相同生物單元內的生物膜法以及活性污泥法之間進行一定的有機化結合，并將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，這樣在填料的表面就會依附一定數量的微生物，而所謂的微生物膜就自然而然的形成了。相比于生長的活性污泥技術來講，池中的生物濃度相較于平常要高2倍到4倍左右，其濃度甚至高達8g到12g/L左右，所以也是的降解的效率成倍的提升。

這種方法所使用的填料是通過一定的分析而單獨設計的，通過一定的風力曝氣進行一定的擾動，使得反應池中投入的填料根據水流的浮動而動作。而煤化工生產的廢水中的污染物以及氧氣與生物群進行一定充分的相互接觸，而污染物便是通過一定的擴散作用以及衣服作用進入到生物膜的內部，被這一層生物膜內數以億萬計的微生物降解，這樣就整體降解效率，得到了一個巨大的提升。

CBR技術本身的適用面是非常寬廣的，其不僅可以在煤化工生產廢水進行處理時發揮一定程度的作用，同時在進行后期深層次處理的過程中，還可以被運用到相關的回收黨員中，其主要的處理工藝如下圖1所示：

圖1 CBR處理示意圖

2.2　好氧厭氧綜合生物法

在最近幾年，相關化工研究人員開始對厭氧和好氧進行相關的有機結合而產生的新的廢氣處理方式——好氧厭氧綜合生物法。因為在進行單獨的煤化工生產廢氣處理的過程中，如果單獨使用好氧技術或者厭氧技術，所產生的效果并不能令人滿意，如果我們首先進行相關的厭氧廢水處理，使得廢水中所含有的有機物得到一定程度的降解處理，這樣為后續將進行的好氧生物處理進行了一定的鋪墊處理，使得最后的CODcr的有效去除率高達百分之九十以上。在對于廢水的縫隙中，在其中還存在一部分難以被降解的有機化合物，通過相關的好氧厭氧綜合生物法，對于這些有機物的有效去除率可以高達百分之七十左右，則是其他任何一種好氧法或者厭氧法都不能達到的效果。

3　對煤化工生產廢水進行處理

我們通過上述辦法對美化工生產過程中所產生的一系列廢水進行相關處理后，CODcr等溶液的濃度已經被降低到了一定的程度，但是對于其中出水范圍內的難以被降解物還是極大程度的影響了處理后水的色度、濁度以及相關的CODcr指標，所以距離國家的相關排放標準還有一定的距離。我們必須對處理后出水再進行一次深度的處理，其主要的辦法包括有以下幾種：固定類型生物技術、反滲透、混凝沉淀等相關膜處理技術和吸附法催化氧化法。

3.1　固定類型生物技術

所謂的固定類型生物技術指的是二十一世紀研究出來的一種新技術，就其本身而言，具有一定的針對性，這里的針對性指的是對廢水的處理范圍，這樣的方法本身能夠對固定優勢的菌類以及可以被馴化的菌類進行一定的選擇，使其可以針對性較強的處理廢水中存在的異喹啉等物質。與普通的污泥處理方法相比較，這種固定類型生物技術對于那些難以被降解的有機化合物的有效去除率要比前者高出5倍到7倍左右。

經過一定馴化的優勢菌種，本身所具備的降解能力較為突出，降解的速度也相對較快，僅僅需要8個小時不到的時間，就可以將廢水中的難以被降解的有機物有效清除百分之九十左右。

3.2　混凝沉淀法

因為在水中，一些懸浮物可以自由的沉降，所以這個辦法就是通過對廢水中加入一定劑量的混凝劑，使得這些沉降懸浮物可以再一定重力的作用下自然的下沉，然后再通過一定的固液分離措施，將這些有機物進行去除處理，

3.3　較為高級的氧化技術

有機化合物本身具備了一定的多樣性、復雜性，這同時對于相應的廢水處理工作而言，就帶來了一定程度的困難性，而在這部分有機化合物中，大部分都是酚類、含有一定氮元素的有機物，這部分有機物本身很難被降解，所以對于相應的廢水出來來講，是一個很大的難題，同時也使得其后續的處理過程中，具備了一定的困難程度。而這里提出的高級氧化技術就能夠很好的解決這一個問題，其主要是通過在水中生成一定幾年的自由基HO，而煤化工生產廢水中很大一部分的有機化合物都被自由基無差別的進行降解，講解的最終產物為co2以及水。而高級的氧化法可以詳細的分為催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他類型催化氧化法。

在進行煤化工生產廢水相應的前期處理過程中采用合理的催化氧化法，能夠一定程度的增加廢水本身的生化性，同時還可以對COD產生有效地去除效果。但是，在進行前期的處理應用過程中，相應的消耗比一般處理方法要大許多，并且本身的效果也并不算太突出，經濟效益也有一定的去誒按，所以僅將這中辦法在進行深度處理時應用。

4　小結

隨著科技發展以及廢水處理方式的不斷改革，越來越多的處理技術以及方法應運而生，但這些辦法并不是最完美的處理方法。對于煤化工生產廢水中所蘊含的難以降解的有機物而言，只是單純的進行氧化處理后的水存在COD偏高的現象，使得整體處理效果不佳；吸附法效果雖然不錯，但是經濟負擔太大，并且會在處理過程中出現一定的次污染以及吸附再生等問題；氧化法雖然對于這類難以降解的物質有較為明顯的處理作用，但是整體消耗較大，所需要費用偏高，一般企業難以負擔。而本文推薦的厭氧好氧處理法在成本以及實際效果方面都有比較突出的優勢，但是單純使用此方法在進行難以解物質含量以及濃度不統一的廢水時，需要輔佐以其他處理法進行協同處理。綜上所述，采用多法合一的綜合處理方式，才能對煤化工生產廢水進行有效的處理，這也是未來煤化工企業廢水處理的實際發展方向。

參考文獻：

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1水系統概況

內蒙古某煤化工項目以褐煤為主原料，采用碎煤加壓氣化技術，通過一系列煤氣凈化、變換、合成過程，最終產出合格的甲烷氣。項目補水水源為地表水，各系統給排水線路簡圖如圖1所示。如圖1所示，全廠水系統主要包括廢水處理與回用單元、循環水系統、凝結水處理系統、蒸發結晶系統和蒸發塘。其中，廢水處理與回用系統包括生化處理、深度處理、膜處理與回用、濃鹽水處理等單元；當上述系統中工況不穩定或事故時，部分廢水將排入蒸發塘。

2廢水處理與零排放現狀

在碎煤加壓氣化爐反應過程中，用于制氣的原料煤中有部分成分未完全分解，隨煤氣夾帶出來，在冷卻和洗滌過程中生成煤氣化廢水，其特點是有機物含量高、成分復雜且難生化處理，廢水經酚氨回收處理后進入廢水處理與回用系統，主工藝流程如圖2所示。如圖2所示，來自酚氨回收工段的煤氣化水、全廠生活及化驗污水、初期雨水在調節池混合后經生化、吸附及曝氣生物濾池（BAF）處理后進入膜處理單元，超濾出水作為循環系統補水、反滲透出水作為生產水分別回用，廢水處理工藝后段設置了超濾、納濾、反滲透和蒸發結晶處理設施對反滲透濃水、循環排污水進行除鹽，并得到脫鹽水回用，各主要處理單元的運行及廢水回用單元工況如下。

2.1主生化處理單元本項目中，廢水首先經水解酸化單元（升流式厭氧污泥床，UASB）及缺氧/好氧（A/O）單元進行有機物降解，COD、總酚變化如圖3所示。圖3所取廢水處理設施運行時間為2014年6月中旬至7月底，主生化處理單元進水COD為1200mg/L-2567mg/L，平均為2020mg/L,總酚為268mg/L-426mg/L,平均為365mg/L；二沉池出水COD為207mg/L-316mg/L，平均為269mg/L，總酚為8mg/L-72mg/L,平均為36mg/L。

2.2廢水回用單元廢水經主生化單元、吸附和曝氣生物濾池（BAF）單元處理后，進入浸沒式超濾單元，超濾出水部分作為循環補水，部分進入后段反滲透單元進行除鹽，反滲透出水作為生產水補水。超濾產水與部分生產水作為循環系統的補水，循環系統典型水質如表1所示。循環系統控制濃縮倍數為4-5倍，系統排污水和回用段反滲透濃水排入濃鹽水膜濃縮系統的預處理單元，對結垢離子進行去除。

2.3濃鹽水膜濃縮單元系統包括預處理單元、超濾、納濾和反滲透單元，設計回收率為70%。各膜系統進水水質如表2所示。反滲透濃水經一級高壓反滲透處理后回收部分淡水，其濃水與納濾濃水排入蒸發結晶單元。

2.4蒸發結晶單元蒸發結晶系統采用三效蒸發，第三效蒸發器排出的濃鹽水通過旋流分離器和晶種投加進行結晶，通過離心機分離結晶鹽與水。單位蒸汽消耗比設計值為0.35。蒸發系統進出水水質如表3所示。

3廢水處理與零排放工作分析與建議

現結合本項目與其他企業水處理設施的設計和運行現狀，對影響煤化工廢水處理與回用及零排放工作的相關因素進行分析。

3.1水處理工藝及設施廢水處理系統能否穩定運行取決于煤氣化廢水進水水質的穩定性和生化處理系統工藝參數的控制。煤氣化廢水中酚類、氨氮和生物有毒及抑制性物質多，當生化系統受沖擊后，易影響硝化菌的代謝過程，造成出水氨氮偏高，調節工藝的進水流量或改變容積負荷是更為簡捷、快速和有效的途徑。煤氣化廢水收到酚氨回收工藝的影響，水溫偏高，研究表明溫度超過35℃，污泥衰老速度增快，造成污泥松散，導致二沉池漂泥，出水有機物超標，污泥松散與流失易會影響硝化菌濃度，致使氨氮去除效率降低。硝化過程需要較充足的溶解氧，pH宜控制在6.8-7.5，不宜過高。當生化系統參數控制不滿足要求時，必然影響廢水處理效果。

3.2廢水回用及蒸發結晶設施在煤化工企業中，多采用膜處理工藝達到廢水回用目的，且回用水多做為循環系統補水，由于循環系統多為開放體系，水體易滋生微生物，這對回用水的處理及循環水系統參數控制提出了更高的要求。

3.2.1廢水回用在本項目中，超濾產水做為循環補水，循環排污水經預處理、超濾、納濾和反滲透系統進行處理。在其他類似化工企業中，循環水系統曾經出現過嚴重的生物粘泥滋生問題，另研究認為濁循環系統易因廢水中的有機物而造成循環水系統的腐蝕，增大了換熱器腐蝕，縮短系統使用壽命。結合循環水系統結垢、腐蝕和微生物滋生控制要求，提出以下觀點：（1）充分計算水平衡及鹽平衡的基礎上，將超濾產水經由納濾處理后做為循環水補水，充分截留進入循環水系統的有機物及結垢因子，減輕循環水系統壓力；對循環排污水進行水質研究，充分應用混凝等預處理手段將水中懸浮物及部分有機物去除，應用超濾、反滲透系統對其進行濃縮是可行的。（2）循環系統濃縮倍數不宜過高，應重視換熱器泄露問題，特別是酸性氣的泄露問題，需建立日常及定期檢測機制。（3）在類似廢水回用的化工企業中，當循環水系統異常，出現濁度增大時，旁濾系統往往不能滿足除濁要求，在控制加藥的基礎上，需研究建立固定或移動的預處理水處理裝置，增大循環水排污量，盡快去除污染因素，避免惡性循環。

篇5

煤化工行業的廢水主要包括兩種，一種是工藝廢水、生活污水等，目前主要采取化學工藝和微生物技術進行處理。另外一種則是高含鹽廢水，其處理流程較為復雜，目前主要有以下兩種技術。

1.1膜分離技術

膜分離技術是當前煤化工產業治理含鹽廢水的主要手段，具有成本低、效率高、技術成熟等一系列優勢。膜分離技術利用的是滲透壓原理，較為典型的技術是反滲透膜分離技術，分離膜可以將大部分鹽分、有機物和雜質顆粒截留在一側，通過人工裝置提高壓強、溫度來提高產水率。高校反滲透膜技術（HERO）的濃縮凈化產水率可以達到98%以上，但從技術本質來說，需要較長的處理期，同時人工進行壓力、溫度干預也容易造成滲透膜的破壞，影響正常使用壽命，這是亟待改進的方面；國際方面主要通過改良膜技術的材料成分，如傳統的四氟聚乙烯材料，比常規的高聚合物材料有更好的疏水性，納濾膜分離技術可以截留多價離子等。

1.2熱濃縮技術

熱濃縮技術主要依靠熱工設備提供的熱能，將液體中的固體成分進行濃縮，蒸發出水分，最終實現分離和凈化。在上世紀80年代以前，熱濃縮技術得到了廣泛地應用，除了煤化工含鹽廢水領域之外，還包括海水淡化、石油化工等產業。熱濃縮技術的工藝原理簡單，但要實現高效的濃縮技術和精華效果，需要投入大量的機械設備，能耗成本較高，企業的經濟效益不高。經過對多效率蒸發、機械壓縮蒸發等方式的改造，目前主要以多級串聯的方式展開生產活動，產水率一般維持在90%左右。對于煤化工產業而言，含鹽廢水的處理可以分為兩個大的步驟，第一是促使廢水溶液產水，第二則是對于處理后剩余的高濃度鹽液進行處理。煤化工含鹽廢水剩余的殘渣包括大量結晶體、顆粒等有毒物質，可以通過焚燒、自然蒸發、深井灌注等形式消除對自然環境的影響。

2高含鹽廢水處理工藝應用存在的問題和對策

2.1技術方面存在的問題和對策

就膜分離技術而言，在煤化工生產活動中面臨的主要問題是污染物堵塞，即污水中所含的鹽分、雜質、膏狀物、油類等物質相互融合反應，形成膠狀物體，在微生物的影響下不斷沉積、依附在滲透膜表面，時間異常，高鹽分物質在多種化學、物理作用下會對滲透膜產生腐蝕作用，縮短正常使用壽命。針對膜分離技術出現的問題，可以通過多種方式加以清理，如采用滅菌藥品、殺菌光線等進行長期維護，采用超聲波震蕩技術來減少堵塞，也可以通過人工方式定期更換清理等。針對熱濃縮工藝而言，企業要一次性投入大量資金用于建設熱工設備，而在進行濃縮處理的過程中，水中高含量的氯離子、鈣離子等會在設備內部形成鹽垢，導致機械設備存在潛在風險；解決這一問題的常規手段是采取沖灰的方式，采用化學手段降低液體中離子濃度，加速處理過程。

2.2經濟方面存在的問題及對策

煤化工產業的發展是依賴于不同企業構成的工藝體系，高含鹽廢水處理系統能夠廣泛、長期、穩定地運行下去，除了考慮技術、環境等要素之外，最重要的是從經濟角度考慮成本問題。對于膜分離技術而言，本身作為一類高科技材料產品需要大量的資金投入，如果縮短其使用壽命，必然會給企業造成沉重的經濟負擔；而采取熱濃縮工藝的設備單項投資規模很大，在日后的運營維護中也需要大量的人力物力，如果企業產出無法滿足，必然無法長久的維持。因此，要解決經濟方面存在的問題，必須從兩個方面入手：其一，國家針對煤化工產業給予一定的政策和資金支持，第二，煤化工產業從自身入手，優化產業結構，提高生產效率，增強市場盈利能力。

3結語

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關鍵詞：魯奇；煤氣廢水；脫酚；脫氨；酸性氣；萃取

煤氣化是煤化工核心技術之一，被譽為新型煤化工產業的龍頭技術。其中以魯奇加壓煤氣化技術為代表的固定床加壓氣化工藝，因為煤種適應性廣、運行穩定、生產能力大、能耗低、氧耗少、效率高等優點而被國內外廣泛運用。尤其從煤制天然氣中甲烷含量以及投資費用等角度出發，魯奇加壓煤氣化技術在煤制天然氣領域占有重要的地位[1]。

魯奇加壓煤氣化技術產生的煤氣，經洗滌后生產大量的廢水，含有酚、油、CO2、H2S、高COD、高氨氮等，是一種典型的有毒有害、難降解的工業廢水，一直都是國內外工業廢水處理領域的難題。河南省豫西某廠的煤氣廢水在煤氣水分離裝置除油除塵后，先脫酸、再萃取脫酚、然后進行脫氨及溶劑回收，最后送至后續污水生化處理系統。

1 煤氣廢水處理工藝及存在問題

1.1 煤氣廢水處理流程

經除焦油、除塵后的含酚氨煤氣廢水，首先進入脫酸塔與0.5Mpa低壓蒸汽間接加熱，從而汽提脫除CO2、H2S等酸性氣體，經冷凝后送至硫回收，含氨的冷凝液進行回流。脫除酸性氣體的煤氣廢水經冷卻后進入萃取塔，由二異丙基醚（D1PE）萃作為萃取劑進行萃取脫酚。萃取相進入酚塔，經精餾分離出粗酚和溶劑，粗酚作為產品出售，溶劑進入到溶劑回收槽。萃余相進入水塔加堿精餾脫氨，氨氣經側線采出后經冷凝、吸收制成稀氨水送往鍋爐煙氣氨法脫硫裝置；水塔通過加堿精餾，塔頂的溶劑蒸汽經冷凝后進入溶劑回收槽循環使用；塔釜液送入污水生化處理系統。工藝流程如圖1所示。

1.2 存在問題

運行過程中，該工藝主要存在以下幾個問題：

（1）采用先脫酸再萃取流程，使脫酸后的廢水pH值較高（9-10），萃取水質呈堿性，而溶劑萃取理想的pH值為8以下，從而導致脫酚效果不好。

（2）煤氣廢水中含有單元酚和多元酚，二異丙醚對于多元酚萃取效果并不好，而多元酚在生化處理工段屬于難處理物質。

（3）為避免脫酸后煤氣廢水pH過高，從而嚴重影響脫酚效果，故脫酸塔的操作溫度偏低，使得脫酸塔對酸性氣的脫除效率較低，且脫氨在最后進行，使前端過程一直是酸性氣和氨的共存狀態，從而導致管道及設備產生碳銨結晶，影響設備正常運行。

（4）廢水體系屬于發泡體系，運行中塔設備易發生液泛和側采帶液，增加萃取劑的消耗[2]。

2 工藝改進后的煤氣廢水處理流程及存在問題

針對原有煤氣廢水處理工藝出現的問題，將原有的流程進行改變，將脫氨工序提前，即在脫酸塔后增加脫氨塔，使脫氨后的煤氣廢水pH降低，可為后序萃取提酚單元提供較好的萃取環境，提高萃取脫酚效率。

2.1 工藝改進后的煤氣廢水處理流程

煤氣廢水分為兩股分別進入脫酸塔，經塔釜再沸器將酸性氣體及部分游離氨解析出來，解析出來的游離氨用煤氣廢水洗滌，洗滌后的酸性氣從塔頂排出至硫回收。脫酸后的廢水經預熱進入脫氨塔，從脫氨塔塔頂出來的粗氨氣經二次冷凝濃縮制成氨水送至鍋爐車間參與煙氣氨法脫硫。經脫酸脫氨冷卻后的廢水pH為7.0-8.0，在萃取塔中萃取回收酚，萃取相進入酚塔蒸餾，塔頂回收溶劑，塔底得到粗酚產品。萃余相送至水塔中部回收溶劑，塔底廢水送至污水生化處理系統。工藝流程如圖2所示。

2.2 工藝改進后的效果及問題

煤氣廢水處理流程改造后，提高了脫酸塔操作溫度，使脫酸效果得到提高，進而減少了碳銨結晶的形成。脫氨放在萃取脫酚之前，使得脫酸脫氨后的煤氣廢水pH降低，改善了萃取體系環境，提高了萃取脫酚效率。工藝改進后的廢水水質如表1所示。

由表1可見，煤氣廢水處理流程改進后，水質有所提升，但處理效果仍達不到設計值（酚含量

3 煤氣廢水處理流程改造方向和思路

面對改造前后流程中存在的種種問題，該廠須繼續對煤氣廢水處理方法進行優化改造。

（1）華南理工大學提出的單塔加壓側線汽提工藝可同時脫除酸性氣和氨氣，該工藝由賽鼎工程有限公司設計的130t/h煤氣廢水酚氨回收項目，應用于中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司，獲得成功，出水總酚質量濃度低于300mg/L，COD低于2500mg/L，酸性氣痕量[3]。

該工藝將煤氣廢水分為兩股進料，一股與循環冷卻水換熱冷卻后，作為冷進料進入污水汽提塔的填料段上部位置，另一股與測線抽出氣換熱后，作為熱進料進入污水汽提塔填料段從下向上數第一層塔盤。冷進料吸收氨氣后與熱進料匯合，與塔釜上升蒸汽熱交換，汽提出的酸性氣體從塔頂排出。從單塔側線采出的混合氣經三級分凝后得到高濃度氨氣。污水汽提塔塔底釜液pH為6-7，經冷卻后送至萃取塔上部進行萃取，萃取相送至酚塔產出粗粉并回收溶劑，萃余相送至水塔汽提，塔頂蒸汽經換熱冷卻后與酚塔回收溶劑和補充的新鮮萃取劑共同進入溶劑循環槽，再被送入萃取塔循環使用。水塔塔底釜液送至后續生化處理。

（2）源于萃取體系在pH低于8時，萃取效果較為理想的思路。有人提出了一種新的煤氣廢水處理方法，即先用二氧化碳氣使煤氣廢水酸性氣飽和，使其pH降低后萃取脫酚，再脫酸、除氨。

華南理工大學也提出了相近思路的煤氣廢水處理流程：煤氣廢水經沉降、除油后，送入飽和塔，與系統內酸性氣進行逆流接觸，用酸性氣對煤氣廢水進行飽和處理，調節煤氣化污水的pH值至7；過量的酸性氣體從飽和塔頂部排出，酸性氣飽和后的煤氣廢水從塔底排出，進入萃取塔脫酚；萃取相（包括酚和萃取劑）進入酚塔，回收萃取劑循環利用；萃余相（包括水、CO2、H2S、NH3、萃取劑和少量酚類）分冷、熱兩股，分別從水塔的上部和中上部進入塔內，同時在塔的中部加入NaOH，以脫除水中的固定氨；水塔塔頂汽提部分進酸性氣分凝罐，部分酸性氣循環回飽和塔；從水塔側線抽出的富氨氣進入三級分凝罐進行提純回收，塔釜凈化水送生化處理[4]。

該工藝為煤氣廢水氨酚脫除回收提供了一個新的思路，在理論上是可行的，但運用到工業裝置上效果會如何，還有待實踐檢驗。

（3）萃取劑的正確選擇，有利于煤氣廢水脫酚效率的提高。目前，較為常見的萃取劑有二異丙基醚（DIPE）和甲基異丁基酮（MIBK）。二異丙基醚對單元酚萃取效率為99.6%，對多元酚為60%；甲基異丁基酮的單元酚萃取效率>96.7%，對多元酚萃取效率80%-88%。大唐國際克什克騰煤制天然氣項目的煤氣廢水脫酚萃取劑由二異丙醚更換為甲基異丁基酮后，處理后的廢水含酚量由原來的700mg/L將至400mg/L，實踐證明，甲基異丁基酮對多元酚的萃取效果更好[5]。

參考文獻

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[2]蔡少華，梁學博，續靜靜.魯奇煤氣化酚氨廢水處理流程存在問題及改進新方向[J].中國化工貿易，2015（26）：87.

[3]錢宇，陳禱，高亞樓，等.單塔注堿加壓汽提處理煤氣化污水的方法：中國，200910036542.3[P].2011-05-11.

[4]陳 ，王卓.煤氣化污水酚氨回收技術進展、流程優化及應用[J].煤化工，2013（4）：47.

篇7

[關鍵詞]低碳源污水；脫氮；除磷；工藝優化

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0231-02

煤化工是一個重要的污染源，要發展煤化工，必須同時解決由此產生的污染問題。煤化工的發展應力求把污染、能耗降到最低限度，控制在生態、環境、資源容量可承載能力的范圍內。煤化工的發展決不能以浪費資源、犧牲環境和破壞生態為代價。

一、我國煤化工污染現狀

1、焦化廢氣的污染

焦化污染物是煤炭行業造成環境污染的首要污染物，這是因為焦化產業依然存在，有許多的焦化污染物質嚴重地污染著環境，如焦化廢氣等。一般來說，焦化廢氣主要是煤的干餾、結焦等加工過程中產生的煙氣、廢氣、粉塵、煤塵等，尤其是出焦時焦炭與空氣燃燒所形成的一氧化氮、一氧化碳和二氧化碳對環境污染更為嚴重。氣體污染物的排污環節比較復雜，并且種類很多、毒性很大，非常不利于控制和處理。這些污染氣體在微風的環境中很容易彌散在空中，造成嚴重的空氣污染，影響自然環境質量的同時，更對人們的健康造成了影響和損害。

2、焦化廢水的污染

焦化廢水對于環境的影響也很大，它主要是在煤炭的焦化以及焦化回收的過程當中產生的廢水、水蒸氣和煤氣一起從焦爐排除，進而形成許多的焦化廢水。這類廢水一旦流入江河就會對生物的生存造成威脅，如果使用被焦化廢水污染了的水進行農田灌溉，既會使農作物減產甚至枯死，還會造成土地鹽堿化。

3、噪聲的污染

一般來說，煤炭化工企業的噪聲污染并不是很嚴重，對于周圍居民的生活也不會產生太大的影響。但是局部的一些高噪聲的設備卻很常見，如果缺乏相應的操作和合理的安排，往往會對作業的工人產生一定的影響，長此以往也會嚴重影響煤炭從業人員的身體健康。

4、焦化廢渣的污染

焦化廢渣主要包括除塵器收回的煤塵等細小的碎渣，或者是分離過程中產生的焦油渣等。這些廢渣的成分相當復雜，露天堆置時一旦遇到下雨或者刮風，就會對空氣、土壤以及水造成污染，給人們的健康帶來嚴重的威脅。

二、關于煤化工污染的治理措施

1、淘汰落后產業和生產力

要嚴格執行相應的產業政策，淘汰落后產業和生產力。我國的各級政府以及相關的責任部門應該對于落后的產業和生產力實行嚴格的淘汰制度，同時進行嚴格的執法，對于相應的產業提出必要的產業政策。環保部門應該督促執行相應的標準，對于那些新興起的煤炭行業給予嚴格把關，一旦出現污染較大并且缺乏相應環境保護能力的產業要實行淘汰制度，反對地方保護主義的出現。

2、強化管理能力

煤炭企業主管部門的相關領導應不斷提高思想認識，加強對企業的管理。企業領導要不斷加強對焦化污染物處理的重視程度，不能單純地追求經濟利益而放棄環保。從事環保工作的人員應增強責任意識，與相關部門一起有效推進環境保護，嚴格落實進行的審查制度。對廠內進行設備的嚴格審查，對于一些污染嚴重的企業要堅決予以關停。

3、焦化廢水降解與深度處理

焦化廢水中酚類物質較多，通過對酚類物質的檢測處理，進行濃度轉移，并設計處理工藝進行酚類物質去除，控制在0.1mg?L-1。酚類物質的轉移能夠降低污染物濃度，并進行講降解處理。另外，對焦化廢水進行深度處理，主要是對殘余污染成分進行消除。目前主要應用方法為對COD構成研究，并通過O3/UV催化流床反應器，將廢水中各種污染指標降低。降低濃度的同時也對廢水進行消毒處理，實現廢水回用。

4、厭氧生物處理技術應用

該技術應用能耗較低，且對焦化廢水中高濃度污染物處理具有較大優勢。厭氧主要針對發酵性細菌、產停產乙酸細菌等。厭氧過程同時能夠對多種難以降解的物質進行降解，包括多氯聯苯等。高氯帶同系物中的脫氯變化需要在厭氧條件完成。厭氧生物處理需要建立在負荷高以及剩余污泥少等的條件下，厭氧發硬條件相對更加嚴格，為此，啟動相對更加緩慢。采用水解進行生物降解，其主要是利用非嚴格厭氧完成對有機物的分級降解，其中堿性水解菌在水中不具有溶解性特征。能夠將大分子物質進一步降解。

5、生物強化技術應用

經過預處理后的煤化工廠的廢水，還要進一步采用生化處理的方法。這種處理方法主要是應用好氧生物法處理原理。但是，由于煤化工廠中的廢水中雜環類化合物含量比較高，經過這種生化處理后的廢水，水中的COD和氨氮指標有時會很高，有時又很高，難以控制在一個穩定的范圍內。因此，近年來在這方面有了很大的改善，出現了生物炭法和生物流化處理法。其中，生物炭法的操作步驟是：首先在生物進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，在曝氣池內，采用污泥脫水裝置，從污泥濃縮池中排出的剩余污泥，然后對廢水進行處理。在曝氣池內，因為活性污泥對粉末活性炭的表面的影響，粉末活性炭因為表面積大，吸附能力也很強。這項技術的優勢就是可以促進活性污泥和粉末活性炭發生氧化，加快溶解。這樣，就可以有效降低基質的濃度，其中，COD的降解去除率也會相應增加。據了解，在生物炭法系統內部，活性炭吸附處理COD的動態吸附容量一般控制在200%左右。生物炭法的優勢是處理生物法無法自然降解的有毒害的污染物，包括有機物。

生物炭法在處理煤化工廢水中的高濃度大分子有機物方面，有著很好的處理效果。生物流化床處理法PAM，這種處理方法的原理是在在特殊的結構填料的基礎上，采用生物流化床技術，在相同的生物處理單元中發揮作用，然后結合生物膜內法和活性污泥法。這種廢水處理工藝的工作原理是污染物侵入到生物膜的內部，微生物的吸附能力較強，可以懸浮在懸浮填料表面，形成一層微生物膜層。因為這種微生物的產量很高，可以大量使用，所以使用這種處理方法在反應池內可以增加生物的濃度，也可以大幅度提高有機污染物的降解效率。

6、積極推廣清潔及生產技術

因焦化生產工藝中生產環節十分的復雜，排放出的污染物和廢水特別的多，這就給企業在處理污染的問題上增加了很多的經濟負擔。若要想從根本上解決問題就必須開創一條清潔生產之路。研究新的工藝技術，并貫穿于整個生產過程中，使排放物得以有效的控制與治理。

把水進行循環的使用，在廢水的處理中，先進行過程處理再進行集中處理，建立除鹽水站，增設旁濾裝置，讓循環水不再予以污染。建立生活污水處理系統，把產生的水用于循環水的補水、衛生用水以及綠化用水，將蒸氨廢水進入生化的處理系統，熄焦處理后的生物脫酚廢水，使設備的腐蝕予以減少。

7、加強國際的合作，并對污染少、高效率的技術裝備予以開發

中國的煤化工產業的技術在近幾年有了很大的進步，但這些是遠遠不夠的，還應該對高效率低污染的技術設備予以開發，如：可借鑒其他國家的水平室煉焦爐的制作方法，并予以改進，使高效率低污染的煉焦新爐型得以研制。

總而言之，煤炭行業的發展一直都是我國國民經濟的重要組成部分，只有更好地實現對于煤炭行業的污染治理，才能有效地對環境進行保護，進而促進煤炭行業的又好又快發展。

參考文獻

[1] 游建軍，熊珊，賀前鋒.煤化工廢水處理技術研究及應用分析[J].科技信息. 2013（02）.

[2] 何鋒.煤化工廢水的來源與特點及其相應的處理技術探究[J].科技視界. 2012（23）.

篇8

［關鍵詞］化工廢水；有機物污染物質；難以降解；廢水處理技術；混凝沉降法

0引言

隨著化工行業的發展，工業廢水的數量日益增多，成分也日趨復雜，對大量的工業廢水如不能很好地處理，勢必導致水體的嚴重污染，危害環境［1］。化工廠在產品加工過程中會排放出大量的有毒有害、結構復雜和生物難以降解的有機污染物質，處理過程中，存在極大的困難，并且治理成本高、過程復雜，我國工業廢水綜合治理問題一直未能從根本上得到解決［2］。因此高效、低成本處理化工廢水的新工藝、新技術是目前研究的重點內容。

1化工廢水概述

在我國工業生產迅速崛起的同時，環境污染成為行業面臨的重大難題。我國大部分水源應用在了工業方面，工業廢水的排放在污水排放列表中名列前茅。工業廢水的排放直接或間接地影響了我國各大江河湖泊的水質，其中化工廢水的排放約占全國污水排放量的一半以上。按照污染物的種類來分，化工廢水主要分為3大類：有機廢水、無機廢水和既含有機物又含無機物的廢水［3］。這些不同種類的廢水卻有相同的特征：①水質的成分復雜，含污染物濃度較高。化工廢水中出現的最常見的污染物質是溶劑類化合物和有機高分子化合物。這類物質結構復雜，很難降解，增加了廢水的COD值。②溫度高。化工工藝一般是在高溫下進行的，所產生的廢水一般溫度較高，形成水域熱污染。③有毒有刺激性。工業所排放的有機物包括苯類、有機氯、硝基化合物、有機汞、多環芳烴、醛類等致癌物質，無機物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金屬離子，這類物質對菌類有抑制作用，對人體有直接危害。④水量、水質變化大。在化工生產過程中，有的是連續生產，也有很多是間歇性生產，不同時間段所排放的廢水種類、水量波動比較大。⑤水質含油污量較高。石油化工廠排放的污水加重了含油物質的含量，現很多工業生產排放的污水都有一層油類物質漂浮，加重了水質的污染程度。⑥富含營養化物質。工業廢水常常會含有N、P等化合物，會造成水質富營養化，致使魚類大量死亡，使水質中的微生物及藻類大量繁殖。⑦污染后難恢復。一般被工業廢水污染過的生態水域，需要長時間恢復，對于被生物富集的重金屬，即使停止污染物排放，仍很難消除污染狀態。化工廢水的來源主要有以下7種途徑：①生產過程產生的廢水。這類化工廢水一般是由汽提、蒸汽蒸餾、酸（堿）洗等過程排放出來的。②清洗生產設備。化工生產所使用的設備、管道、容器等需要定期定時清洗，其殘留的化工物料會隨著清洗水排放，形成廢水。③生產過程中原料和產品的流失。在化工生產和原料、產品運輸等過程中，會有一部分物料、產品損失，再經過風暴雨雪的沖刷，形成廢水。④未反應完的原料。在生產過程中，原料由于自身純度和反應條件的限制，化學反應不完全而產生的廢料、廢物。對于需要經過幾個步驟來完成的工藝，原料的損失會更大。這些未反應完全的原料，被循環或沖刷等過程進入水體，形成廢水。⑤副產物的生成。實際生產中，難免會有很多副產品生成，雖然量不是很大，但其成分一般比較復雜，不容易處理，作為廢液排放。⑥生產管道、設備等泄露。由于管道或設備密封不嚴，在化工生產或物料運輸過程中，造成泄露，形成廢液。⑦冷卻水。冷卻完物料，排放冷卻水時會帶走少量物料形成污染；在冷卻時，會在水中投加水質穩定劑，形成污染；間接冷卻，循環過后冷卻水溫度升高，形成熱污染。

2化工廢水主要處理技術

我國化工種類繁多，化工產品達萬種之多，故化工廢水的污染物質也是多種多樣的。我國目前研究的處理廢水的方法，主要有以下幾大類：①物理法。物理法是廢水處理中最簡單的一種方法。主要包括沉淀法、過濾法、調節法、氣浮法等。一般用于處理廢水中的懸浮物及部分膠體。物理法運行成本較低，設備簡單，效果穩定，管理方便，但是只能對廢水進行初步預處理，對于可溶性污染物質沒有凈化作用。②化學法。化學法主要包括酸堿中和法、電解法、化學氧化還原法、化學沉淀法等。化學法是水處理中常用的一種方法，它利用一些化學反應，對污染物進行分解、反應、沉淀等，使其對水體的危害降低。③物理化學法。物理化學法比較常用的是萃取法、混凝沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些懸浮物小顆粒、膠體類物質，再采用化學的方法消除一些可溶性污染物質。該方法是物理法和化學法的有機結合，對水處理的效果非常明顯。④生物處理技術。生物法是利用微生物降解作用進行水處理的一種效率高、成本低的廢水處理方法，但是它對處理的水質要求比較高，故一般與其他預處理技術聯合使用。

3常用水處理方法———混凝沉降法

混凝沉降法是目前最常使用的化工廢水處理方法，在很多領域都有廣泛的應用。混凝劑的選擇直接決定了混凝效果的好壞，從而影響到水處理的效果。現階段最常用的混凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽等無機混凝劑［4］。混凝劑的種類多種多樣，按照混凝劑的作用機制大致可分為3類：絮凝劑、凝聚劑和助凝劑［5］。按照混凝劑的化學性質劃分，可分為無機混凝劑、有機混凝劑和微生物混凝劑。目前應用最廣的是高分子混凝劑，包含有聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵等。高分子混凝劑比傳統的無機混凝劑分子量大，用量少，且電中和能力強，它的多核結構使其具有明顯的吸附作用。因此，高分子無機混凝劑的研究一直是水處理的重點課題。混凝法主要有4種作用機理：①雙電層壓縮。在廢水中加入鹽類電解質，壓縮雙電層，使得分子間的靜電排斥作用減少，兩膠體間距縮短，吸引力增大。當加入的藥劑量達到一定數值時，微粒的動能就能超過靜電斥能，使得離子在碰撞時就會發生凝聚、沉降［6］。②化學-架橋作用。化學-架橋作用是指混凝劑中的粒子與膠體粒子通過相互橋連作用發生碰撞時，形成膠粒-聚合物-膠粒式的化學架橋，這樣就形成了絮凝體。③吸附-電中和。吸附電中和是膠粒表面電荷對異價粒子的吸附作用使其脫穩，從而發生絮凝作用。④網捕或卷掃式。當金屬氧化物或金屬鹽作為絮凝劑時，隨著加入量的增加形成沉淀，這些沉淀對水中污染物進行網捕、卷掃從而混凝沉降。在實際應用中，這4種機理一般會同時使用，只是不同水質使用的機理有主次之分。混凝劑用于處理化工廢水已經有很長一段時間，現已成為工業廢水處理的重要環節。混凝劑最常用于去除廢水中的固體、膠體顆粒物，降低廢水色度等指標，也對重金屬離子及微生物有一定的消除作用。混凝劑可以自成水質預處理系統，也可以與其他處理系統組合，一起發揮去除水質中有毒有害物質的功效，為水質改善作出最大的貢獻。

［參考文獻］

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［3］吳志超，顧國維，何義亮，等.高濃度有機廢水厭氧膜生物工藝處理的中式研究［J］.環境科學學報，2001，21（1）：34-38.

［4］王銳剛，王亮梅.煤矸石制備聚合氯化鋁及其廢水處理研究［J］.水處理技術，2013，39（3）：48-50.

［5］畢可軍，王瑞，閆杰棟，等.煤化工廢水除油技術探討［J］.化肥設計，2015，53（6）：5-8.

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高鹽水處理技術概述

1熱蒸發技術

熱蒸發技術主要針對含鹽量在4%（質量分數）左右或更高濃度的含鹽廢水進行蒸發濃縮的工藝，其特點主要表現在：①一般使用物理方法進行蒸發濃縮，有時可見化學法（焚燒、高級氧化等）；②廢水處理量普遍不大，有的甚至很小；③處理成本和能耗普遍較高；④固廢產生量大，成分復雜，無法有效回收再利用等。熱蒸發技術主要有多效蒸發、機械壓縮再蒸發、膜蒸餾等技術。（1）多效蒸發（MED）技術多效蒸發是讓加熱后的鹽水在多個串聯的蒸發器中蒸發，前一個蒸發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源并冷凝成為淡水，每一蒸發器稱作“一效”。一般情況下，循環蒸發器的串聯個數（效數）在3~4個。根據工藝條件的不同，其工藝流程主要有并流法、逆流法、平流法、混流法四種。在廢水處理上，多效蒸發主要適用于高鹽份、高有機物含量廢水的單獨處理，同時配合膜技術實現全范圍的“零排放”工藝。（2）機械壓縮再蒸發（MVR）技術利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發系統產生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的熱焓，并將二次蒸汽導入原蒸發系統作為熱源循環使用[4]。該技術大幅度降低了蒸發器生蒸汽的消耗量，補充的生蒸汽也僅用于系統熱損失和進出料溫差所需熱焓的補充，節能效果相當于十效蒸發系統，是目前國際上應用較為廣泛和先進的蒸發器技術。（3）膜蒸餾（MD）技術膜蒸餾是一種以蒸汽壓差為推動力的新型分離技術，即通過冷、熱側相變過程，實現混合物分離或提純。與傳統蒸餾方法和其他膜分離技術相比，該技術具有運行壓力低、運行溫度低、分離效率高等優點，可充分利用太陽能、廢熱和余熱等作為熱源。根據膜下游側冷凝方式的不同，膜蒸餾技術可劃分為接觸式、空氣隙式、氣掃式和真空膜蒸餾四種形式[5]。近些年來，膜蒸餾技術得到了一定程度的發展，但仍然存在著與膜分離技術相同的問題，如：膜污染、結垢堵塞等，應用領域還不是很廣泛，可商業化運行的技術難題仍需進一步解決。

2膜分離與熱蒸發組合技術

隨著國家及地方針對煤化工廢水排放的環保政策與要求的不斷深化，高鹽水處理的工藝組合技術得到了較快的發展與研究，正向多樣化、可協同處理的成熟路線穩步發展。該組合工藝最大的優點在于工藝的選擇性多，水質適應性好，可根據脫鹽規模大小、水質要求、地理氣候條件、技術與安全性、投資來源與管理體制等實際條件形成不同的處理方法。該工藝主要采用了石灰石軟化、超濾、反滲透、熱蒸發組合技術。其中，石灰石軟化預處理工藝增加了PAM加藥系統、高效沉淀器、中和池及二次過濾系統，可進一步提高析出鹽分的絮凝、沉降與分離，并具有一定程度的CODcr去除能力。超濾與反滲透的工藝組合是目前普遍采用的除鹽技術，處理效果明顯，運行較為穩定，適用于TDS＜6000mg/l的含鹽廢水的再處理、再利用，回用水率可達70%以上，膜使用壽命可達3年。外排的濃鹽水可通過DM（蝶式振動膜）裝置進行回收再利用，其最大優勢在于膜污染控制效果好、水質適應性強、能耗較低，污水回收率最高可達85%以上，并同時設置了機械壓縮再蒸發系統和鹽分離器，使鹽水得以完全分離，達到“近零排放”的處理需求。

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【關鍵詞】煤化工廢水；預處理技術；經濟高效；經濟合理；循環經濟；可持續發展

0 引言

通常煤制油廢水的CODCr濃度為4000-6500mg/L、氨氮濃度為 180-210mg/L、酚濃度為40-50mg/L 等。煤制油廢水的大量排放及廢水成分復雜、難以生物降解的特點成為困擾我國煤制油行業的一個重大難題。

1 酸化法

酸化法即將廢水調節至酸性，利用酸性條件下產生的質子中和廢水中膠體的雙電層，從而使廢水達到破乳除油降低COD的目的。

煤制油廢水中一般含有大量的表面活性劑，這些活性劑能與廢水中的油類等污染物形成一種穩定的乳化液。酸性條件下，廢水中的陰離子表面活性劑，如皂類、高級脂肪酸鹽類很容易被電性中和而失去穩定性，乳化液中原有的平衡狀態被打破，從而破乳。另外，酸性條件可以使廢液中的乳化劑轉變成乳化性能差且不溶于水的脂肪酸類，從廢水沉降出來，從而達到破乳、降低COD的目的。

酸化法一般不單獨使用，而是作為預處理和其它工藝聯合應用，如：酸化-混凝法、酸化-Fenton法、酸化-SBR法等。酸化法的特點如下：

（1）處理工藝簡單，占地面積小，基建費用低；

（2）操作簡單，有機物去除穩定且反應迅速；

（3）酸性條件下對構筑物腐蝕嚴重，增加構筑物防腐成本；

（4）酸化過程所用強酸容易對操作人員造成傷害。

2 酸化-Fenton 法

酸化-Fenton 法是利用Fe2+和H2O2快速反應生成的氧化性很強的-OH 來氧化分解廢水中難生物降解有機物的一種水處理方法。酸化-Fenton 法的機理是：過氧化氫與亞鐵離子反應自身分解生成高氧化性的羥基自由基（-OH）和氫氧根離子（OH-）。其基本反應作用原理如下：

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

利用上述系列反應，廢水中的有機物 RH 被最終氧化生成CO2和H2O，從而使廢水中的有機物得以氧化分解，COD值大大降低。酸化-Fenton法在廢水處理過程中有如下幾個特點：

（1）Fenton試劑可以降解廢水中的各種有機物，可有效地氧化降解各種有機廢水，例如醇、醚、氯酚、除草劑、多聚芳香化合物廢水等，適用范圍廣泛；

（2）Fenton試劑為環境友好材料，在處理過程中生成H2O、CO2、O2和氫氧化鐵，無二次污染；

（3）Fenton試劑對有機污染物降解徹底、快速，多用于廢水的深度處理；

（4）酸化-Fenton法通過自由基反應可提高有機污染物的可生化性，可為后續的生物降解提供有利的條件；

（5）酸化-Fenton法也存在處理費用較高的問題。

3 鹽析法

鹽析法的原理是壓縮油粒與水面界面處雙電層，使油粒脫穩。但該法由于操作簡單，費用較低，所以使用較多，作為初級處理應用廣泛。

目前，通常把鹽析和反滲透相結合處理乳化油廢水，取得很好效果，其要點是在含油廢水中加入 1%-4.5%的聚鋁或水溶性鹽，在 pH 值 2-5 范圍內混合均勻，靜止 0.5-1h，油分上浮，除去漂浮油，過濾，此時油分去除率高達 99%。而后用反滲透處理含鋁鹽或鐵鹽的水溶液，鹽幾乎 100%去除。透過水可以循環使用，濃縮水在油水分離中循環。該方法不產生污泥、不排放濃鹽水且處理費用比較低。

4 吸附法

吸附法是利用吸附劑吸附廢水中某種或幾種污染物，從而使廢水得到凈化的方法。根據固體表面吸附力的不同，吸附可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附三種類型。物理吸附是指吸附劑與吸附物質之間是通過分子間引力（范華力）而產生的吸附。化學吸附是指吸附劑與被吸附物質之間發生化學反應，依靠所生成化學鍵引起的吸附。吸附階段主要有顆粒外部擴散階段、孔隙擴散階段和吸附反應階段。

吸附劑是決定高效能的吸附處理過程的關鍵因素，理論上一切固體都具有吸附能力，但是只有多孔物質或磨得極細的物質才能作為吸附劑。常用吸附劑主要有活性炭、吸附樹脂、腐植酸類吸附劑、改性淀粉類吸附劑、改性纖維素類吸附劑等。在廢水處理中，吸附法多利用吸附劑的多孔性和高比表面積，將廢水中的溶解油以及其它溶解性有機物吸附在吸附劑的表面，達到油水分離的目的。活性炭中的泥炭可用于去除廢水中的乳化油，所以在處理含乳化液廢水中可作為破乳劑。有機吸附劑可分為天然改性和人工合成兩類。有機吸附劑一般比無機吸附能力強，二者可單獨使用也可以混合使用。吸附劑的再生方法主要有加熱再生法、藥劑再生法、化學再生法、濕式氧化再生法和生物再生法等。加熱再生法處理活性炭時，炭的損失率高，而且再生成本也較高。藥劑再生法不但處理成本高而且易造成二次污染。因此，化學再生法、生物再生法和濕式氧化再生法是今后活性炭再生方法的發展方向。

5 氣浮法

氣浮法也稱“浮選法”，其原理是設法使水中產生大量的微氣泡，以形成水、氣、及被去除物質的三相混合體，在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，促進微細氣泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合體密度小于水而上浮到水面，從而使水中油粒被分離去除。氣浮法在煤化工廢水預處理中的作用是除去其中的油類并回收再利用，此外對后續的生化處理還起到預曝氣的作用。

6 化學混凝法

化學混凝法是向廢水中加入混凝劑，使之水解產生氫氧化物膠體及水合配離子，中和廢水中有機物表面所帶的電荷，并使這些帶電物質發生凝集。混凝法一般作為預處理或后處理配合生物降解法使用。

6.1 混凝劑和助凝劑

水處理混凝劑應具有價廉易得、使用方便、混凝效果好且對人體健康無害的特點。混凝劑主要分無機鹽類混凝劑和高分子混凝劑兩大類。無機鹽類混凝劑目前主要有鐵鹽和鋁鹽。鋁鹽中主要有硫酸鋁、明礬及硫酸鋁和硫酸鉀的復鹽。無機鐵鹽中主要有硫酸鐵和氯化鐵等。

高分子混凝劑主要包括無機和有機兩類。聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵是使用較廣泛的無機高分子混凝劑。人工合成的聚合氯化鋁對各種水質適應性較強，適用的pH值范圍較廣，對低溫水效果也較好，形成的絮凝體粒大而重，投量約為硫酸鋁的1/2-1/3。目前，無機高分子混凝劑成為混凝劑開發的一個熱點，如聚合硅酸鐵（PFSiC）、聚合硅酸鋁（PASiC）等新型混凝劑，與聚合鋁相比，其效能可提高10%-30%，且價格相對較低，應用前景廣闊。有機高分子混凝劑有天然和人工合成兩種，它們都具有巨大的線性分子，每一大分子有許多鏈節組成，鏈節間以共價鍵結合。

6.2 混凝反應的機理

水的混凝涉及很多因素至今仍未完全清楚，比如水中雜質的成分和濃度、水溫、pH值、堿度以及絮凝劑種類和用量等都會影響混凝的效果。水中投加鋁鹽或鐵鹽絮凝劑后發生了水解和聚合反應，水解和聚合的產物與水中膠體污染物進行上述四種作用生成了粗大絮凝體。同種膠體顆粒表面帶有同種電荷，這些膠體會受到靜電作用而相互排斥，排斥力和排斥能的大小隨著顆粒間的距離和電荷數量而變化。顆粒間排斥能越大就越難靠近，也就越不利于絮凝沉淀。加入電解質后，水中的電解質離子可以和部分顆粒表面電荷發生中和反應，從而減小擴散層厚度并降低排斥能，形成絮凝體。目前得到廣泛認同的混凝機理包括：壓縮雙電層、吸附電中和作用、吸附架橋作用和網捕作用。

7 結束語

總之，隨著煤制油行業的不斷發展，煤制油廢水的排放量越來越大，同時煤制油廢水難于處理，給環境帶來了很大的壓力。因此，研究煤制油廢水的處理工藝使之達標排放對于保護水環境和人體健康具有重要意義。

【參考文獻】