煤化工廢水的處理工藝研究

＊趙 瑋

（哈密職業技術學院 新疆 839000）

前言

隨著時間的推移和時代的不斷改革創新，國內不同領域都實現了快速的發展，煤化工領域亦是如此，目前國內化工產業強調的是綠色環保發展，因此需要針對煤化工產業產生的廢水采取相對應的處理工藝。目前煤化工廢水所采取的處理方式主要包含物化處理、生化處理和深度凈化三個過程，基本上實現了綠色環保的發展，這一點無論是對于煤化工產業的發展還是社會經濟的發展，都是極為重要的，也是一個必經之路。所以，在接下來的文章中就將針對煤化工廢水的處理工藝進行詳盡闡述。

1.關于煤化工廢水的概述

(1)煤化工廢水的來源

在國內煤化工產業發展過程中，通常情況下都是使用煤化工技術實現煤炭資源的充分利用，在技術的加持之下，可以對煤炭資源進行化學加工，將其轉化為氣體、液體或者是化學品，主要是煤氣化和煤焦化等工藝，但無論是哪種煤化工技術，其工藝過程或多或少的都會產生大量的廢水[1]。

從工藝流程的角度上來說，煤化工廢水主要來自于氣化過程中的急冷、洗滌和凈化等工藝流程。另外在煤炭焦化廠的實際工作過程中也會出現比較多的廢水，焦化廠需要在1000℃的溫度、缺氧條件下對煤炭資源進行熱解[2]，煤中的揮發性物質會出現逸出現象，并且聚集在管道中，后續被稀氨水噴淋冷凝之后，就會形成焦化廢水。

(2)煤化工廢水的特點

首先，煤化工廢水含有的物質種類眾多，包含焦油、粉塵和酚類物質等，其中多數物質對于環境都會產生危害現象；

其次，由于煤化工廢水的成分相對復雜，導致廢水的處理工作比較困難。多數煤化工廢水外觀上呈現出深褐色，其中的焦油類物質容易導致水體乳化現象的發生，并且其中還具有難以降解的有害物質，使得廢水的處理難度進一步增加；

最后，煤化工廢水還會隨著原煤質量和氣化工藝的不同而產生比較大的區別，而多數原煤的質量都是比較差的，因此容易產生有害物質，有害物質會進入到煤化工廢水當中，由此看來，當代的煤化工廢水處理工藝方面的研究已經變得非常重要[3]。

(3)煤化工廢水的危害

煤化工廢水對于環境所產生的負面影響是比較嚴重的，其中的焦油、酚、硫化物等物質進入水體之后，對水資源會產生嚴重的負面影響，魚類也難以在這一環境下生存。

煤化工廢水中的酚類化合物是高毒類物質，嚴重影響生物個體、農作物和水生植物和動物，酚進入到生物個體之后，會使得細胞失去活性，筆者進行研究和調查之后發現，美國環境保護署將酚列為主要高毒性有機污染物質。當酚在水中的含量超過3000mg/L時，有機生物難以生存，生化處理無法進行。

最后，煤化工廢水對于人類來說也會產生比較大的危害，這也是我國對煤化工廢水規定酚、氨的排放設定標準的主要原因之一[4]。

從整體上來說，盡管目前國內外針對煤化工廢水已經有了很多的處理方法，但在實際的處理過程中經常會出現處理不達標的現實問題，為此，后續需要重視煤化工廢水處理工藝方面的研究和發展。

2.現階段針對煤化工廢水處理工藝的研究

煤化工廢水由于成分復雜，導致其處理難度也比較大，單一依靠物理、化學方式明顯是不可取的，難以達到既定標準。目前煤化工廢水的具體處理步驟主要包含一級處理、二級處理和深度處理。

(1)煤化工廢水的一級處理技術

①預處理方式

煤化工廢水一級處理技術中的預處理，其主要目的就是針對廢水中的油類、懸浮物進行處理，可以選擇的工藝比較多，包含自然沉降法、氣浮法和離心法等，需要依據具體的煤化工廢水來選擇預處理方式。在實際的煤化工廢水的處理過程中，其脫油工藝會對整個煤化工廢水的凈化效果產生直接影響，是一個非常重要的處理環節，需要給予高度重視。

目前部分企業在考慮到成本的情況下，多數企業選擇的是自然沉降法進行煤化工廢水的處理，但是這種處理方式的效果是十分有限的，這些廢水會對后續設備和管道的應用產生直接的影響，為了增強處理效果，可以加入混凝劑或者應用旋液分離器，能夠起到很好的作用和效果。另外在萃取脫酚工藝當中，如果萃取劑發生了嚴重的乳化現象，會嚴重影響脫酚的效果，油類物質長期積累也會影響萃取劑的回收率，也就是預處理方式所取得的實際效果[5]。

②脫酚處理方式

煤化工廢水是一種典型的含酚廢水，直接對其進行處理比較困難，即便能夠進行處理，其能夠取得的效果也是比較有限的。目前脫酚處理工藝比較多，包含化學法、物化法、生化法等，對于典型的、含酚量比較多的廢水，可以選取溶劑萃取法和水蒸氣脫酚方式進行處理。

其中，溶劑萃取法所取得的脫酚效果是比較明顯的，甚至能夠達到90%-95%以上，在萃取劑的選擇上可以依據“相似相溶”的原則進行選擇，并且應該著重選擇不易揮發、易分離和性價比比較高的萃取劑，其中對于偏中堿性的煤化工廢水，MIBK對單元酚和多元酚都具有很好的分配系數，是一種適宜的萃取劑，可以在實際的處理過程中運用。

(2)二級處理技術

煤化工廢水的二級處理，其主要目的在于實現其中有機物質的降解，目前國內煤化工廢水處理工作中，活性污泥法和厭氧生物處理技術都有一定的運用。

①活性污泥法。就目前來看，在煤化工廢水的二級處理工作中，活性污泥法是最常見的一種處理方式，污泥中的好氧細菌和原生動物的吸附和分解作用的發揮，可以使得有害物質轉化成為無害的物質?；钚晕勰喾ㄔ诤訚舛缺容^低和毒性比較差的煤化工廢水二級處理過程中的應用比較常見，幾乎會受到環境的影響，并且操作相對簡單，處理的效果也是比較明顯的，目前這項處理技術已經是相對成熟，應用范圍比較廣泛。

②厭氧生物處理法。所謂的厭氧生物處理技術，顧名思義就是在缺氧的前提下，運用細菌，實現有機物的降解的主要目標，目前在煤化工廢水的處理工作中，厭氧生物處理法的應用也是比較廣泛的[6]，這一處理方式在好氧法不容易進行處理的煤化工廢水中也可以運用。但是厭氧生物處理法也存在一定缺點，那就是使用時間比較長，對于COD的去除效果也不是非常明顯，而且肺水腫部分碳化合物還會影響甲烷菌的生長，不利于處理效果的提升。因此，厭氧生物處理法經常與其他處理方式聯合使用，這樣才能得到良好的處理效果。

(3)深度處理技術

目前國內各項事業強調的是綠色環保發展，煤化工領域亦是如此，為了使煤化工廢水的排放達到國家既定的基本排放標準，同時確保綠色和環保，還需要針對煤化工廢水進行深度處理，這樣才能提升煤化工廢水的處理成效，對于國內煤化工領域發展和環境保護工作也是十分重要的。

煤化工領域經常使用的深度處理技術主要具有以下幾方面，分別是高級氧化法、吸附法和膜生物反應器法等[7]。

其中，由于臭氧在煤化工廢水處理方面可以起到很好的效果，因此也可以在深度處理過程中應用。另外需要注意的是，臭氧自身還具有很強的強氧化性，可以在污染物降解方面進行運用，能夠起到很好的作用，但是，臭氧的成本比較高，而利用率較低，因此對于大規模的煤化工廢水處理工作，不建議選擇臭氧完成深度處理。吸附法這一技術的操作方便、設備簡單，但是吸附劑的應用范圍比較窄，并且還容易出現二次污染的情況，因此在實際的煤化工廢水處理過程中，需要依據實際情況進行吸附劑的選擇和吸附處理。

3.煤化工廢水處理中存在的問題

煤化工廢水處理問題之所以長期未能得到相應的解決和處理，其重要原因就是煤化工廢水的水質情況相對復雜，成分較多，有機物濃度比較高的同時，其中不同成分的性質比較穩定。同時，煤化工廢水中的酚和氨的濃度都比較高。這些性質特點導致現階段煤化工廢水處理工作主要有以下幾方面的問題。

(1)預處理工作不到位

在實際的煤化工廢水處理過程中，其重要基礎就是預處理工作，然而目前來看，國內煤化工廢水的預處理方面仍舊存在較多不足。其中最具代表性的就是廢水自身的酚濃度或者是氨濃度過高，另外，煤化工廢水中難以降解有機物含量比較高，廢水可生化性比較差，即便依據實際情況進行了廢水的預處理，其效果也不是很好。

(2)生物處理不到位

煤化工廢水的穩定性比較差，水質水量波動情況明顯，同時生物處理抗沖擊負荷的能力也比較差，即便經過了生物處理工作，一些難以降解的大分子有機物的處理仍舊比較難，而且在達不到效果的情況下，廢水的預處理往往會消耗比較多的時間，步驟也會增多，不利于煤化工廢水整體處理。

(3)深度處理效果不明顯

在實際煤化工廢水的處理過程中，混凝沉淀法是性價比最高的一種深度處理方式，但是這一處理方式的實際成效比較差。吸附法的效果比較明顯，但需要使用的吸附劑量比較大，這就造成這一處理方式所需要耗費的成本比較高，難以應對規模和數量龐大的煤化工廢水。高級氧化法處理效果較好，但是膜材料比較昂貴；頻繁的膜污染及昂貴的膜材料限制了膜大量使用。因此，在后續的煤化工廢水的處理工作發展過程中，依舊需要從處理工藝的研發層面著手，爭取研發和應用更多的新型煤化工廢水處理技術，這對于國內煤化工產業的發展也是極為重要的。

4.煤化工廢水處理工藝的發展方向

目前國內社會發展過程中已經意識到了煤化工廢水處理工作的重要性，并且在當前國內所強調的綠色環保、可持續性發展戰略背景下，其重要性和重要價值更上升到一個嶄新的層次。由此，很多學者、專家都開始積極參與到煤化工廢水處理工藝的研發中?？偨Y下來，國內的煤化工廢水處理工藝主要具備以下幾方面的重要發展方向。

(1)預處理工藝的優化

在前文已經提到了煤化工廢水處理工藝中預處理的重要性，而且目前來看，煤化工廢水預處理工藝中還存在較多不足。其中預處理工藝會在原有的除油、脫酚、蒸氨技術上，使得預處理的效果得到對應的提升。并且一些改進技術已經進行了實驗，并且投入到使用過程中，其中隔油轉變為氣浮除油技術的運用，就得到了很好的工作成效，但是目前在大規模的煤化工廢水預處理工作中進行運用還存在著一定的不足。

筆者在實際研究工作中發現，賈銀川等采用水解/MBR工藝處理低濃度煤化工廢水，提升了廢水的可生化性。采用兩級水解酸化，系統更為穩定。因此，在后續的煤化工廢水的預處理流程、環節，可以加強這一技術的推廣和運用，進而提升預處理的工作成效，這也是煤化工廢水處理整體效果的一種重要提升。

(2)生物處理工藝的優化

事實上，在煤化工廢水的處理工藝中，最推崇使用的一種方式就是生物處理工藝。其他的處理工藝在實際應用過程中往往會出現復合產物，進一步污染原有廢水。而在實際的生物處理工藝當中，能夠利用各種微生物絮凝劑，從實踐效果來看，生物處理工藝的效果比較好，而且在日益強調環保、綠色、可持續性發展的背景下，實際的生物處理工藝會在現有基礎上得到優化，包含不會受到外界因素的影響，同時易于實現工業化等等，這些都是當代煤化工廢水處理工藝中所急需的。

(3)深度處理工藝的優化

在新型煤化工給工業發展帶來巨大便利的同時，也面臨著一個用水量大、污水排放量大的嚴峻問題。統計數據表明，制造1t烯烴和1t成品油所需排水量分別約為10～15t和4～6t。如果不加以處理直接排放，將造成水資源匱乏的惡性循環，同時也會對周圍環境造成嚴重傷害。簡單來說，經過預處理或者是生物處理之后的煤化工廢水，其實仍具有較大的危害，因此后續會從深度處理工藝著手，進行針對性的優化和強化，這具有重要的現實意義和應用價值。

5.結論

綜上所述，即使針對煤化工廢水處理工藝的相關研究和分析，從中不難看出，雖然煤化工廢水處理工藝已經比較成熟，但是還未能擺脫煤化工廢水自身成分復雜和處理難度比較高的特點。因此，后續依舊要重視煤化工廢水處理工藝方面的研發工作，并且處理過程中還需要綜合考慮其他因素，提升廢水的處理效果。