煤化工廢水處理技術(shù)面臨的問(wèn)題與技術(shù)優(yōu)化研究

李永輝，王文龍，米 凱

（昊華駿化集團(tuán)河南駿化發(fā)展股份有限公司，河南駐馬店 463000）

1 煤化工企業(yè)生產(chǎn)廢水處理特點(diǎn)與意義

1.1 廢水的來(lái)源及組成

煤化工企業(yè)主要是以煤炭為原料生產(chǎn)和加工相關(guān)的化工產(chǎn)品，在此化工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢水。廢水主要是從三種工藝中產(chǎn)出的。一是水煤氣的制備過(guò)程，在這過(guò)程中，煤與氧氣以及蒸汽等產(chǎn)生反應(yīng)混合成為水煤氣，同時(shí)產(chǎn)生了氨氮，硫化物和氰化物等組成的廢水。二是煤液化的過(guò)程，即煤經(jīng)過(guò)加熱裂解轉(zhuǎn)化成各種油分的過(guò)程，而反應(yīng)剩下殘煤液化的廢水中，含硫、酚等物質(zhì)較多，COD值較高，但因其中有重油的存在，所以含鹽較少，大部分為有機(jī)雜質(zhì)組成[1]。三是煤焦油的煉制過(guò)程，即利用加熱時(shí)的空氣將煤變成氣體、焦油或其他的化學(xué)物質(zhì)等，在煤焦油的煉制過(guò)程中，產(chǎn)生的廢水氨氮含量較高，也具有很高的COD值，成分較為復(fù)雜。

1.2 處理廢水的特點(diǎn)

以上三個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的廢水構(gòu)成都很復(fù)雜，且均存在大量的氨氮、硫化物、氰化物、酚類化合物以及焦油等污染物，此類物質(zhì)處理起來(lái)也十分麻煩，廢水處理特點(diǎn)主要有三個(gè)：第一個(gè)特點(diǎn)即是難降解。這個(gè)特點(diǎn)主要是針對(duì)有機(jī)污染物處理的過(guò)程，廢水中含有聯(lián)苯（C12H10）、異喹啉（C9H7N）等有機(jī)物，化學(xué)性質(zhì)不活潑，用傳統(tǒng)的化學(xué)方法處理很難實(shí)現(xiàn)安全有效。第二個(gè)特點(diǎn)即廢水的色度和濁度高，以上工藝的生產(chǎn)過(guò)程中混有各種污染物，在廢水中相互反應(yīng)，本身化學(xué)性質(zhì)活潑的污染物經(jīng)過(guò)多次的相互反應(yīng)最終可能會(huì)形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的污染物，且伴有大量的有色基團(tuán)，逐次加深廢水的色度，導(dǎo)致很難對(duì)廢水做脫色處理[2]。第三個(gè)特點(diǎn)即廢水中污染物種類較多。由于煤化工的工藝過(guò)程較為復(fù)雜，且工藝的各個(gè)步驟都會(huì)伴有中間污染物，同時(shí)大量的廢水污染物會(huì)不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生其他的污染物，所以不論是化學(xué)方法還是物理方法都很難處理廢水使之重新利用。

2 煤化工廠處理廢水的意義

煤化工工程產(chǎn)生的廢水存在大量的硫化物、酚類化合物、焦油、氰化物等化學(xué)污染物，這些污染物的化學(xué)破壞性較強(qiáng)，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)大規(guī)模的安全處理，隨意排放，不僅會(huì)對(duì)河流等造成污染，還會(huì)對(duì)污染排放區(qū)生物的生長(zhǎng)狀況造成不良影響。綜上，化工企業(yè)需要對(duì)化工工藝中殘剩的廢水進(jìn)行安全的處理，不僅可以對(duì)廢水進(jìn)行資源的再利用，還可以維持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

3 煤化工廢水處理技術(shù)面臨的問(wèn)題

3.1 廢水處理設(shè)備成本高

隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)的政策出臺(tái)，對(duì)環(huán)保的力度逐漸加大。但是就目前國(guó)內(nèi)化工企業(yè)對(duì)煤化工廢水的處理設(shè)備的科技技術(shù)沒(méi)有跟上要求的腳步，少有的達(dá)到處理廢水要求的設(shè)備也因其節(jié)能環(huán)保的性能較好，投資成本較高，所以售賣的價(jià)格也很高[3]。但是對(duì)于煤化工工廠來(lái)說(shuō)，想達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并且高效完成任務(wù)，需要大量購(gòu)買技術(shù)先進(jìn)的廢水處理設(shè)備，采購(gòu)成本也就跟著提高。不僅如此，廢水處理的過(guò)程中還需要大量的廢水凈化劑，只要不斷地生產(chǎn)廢水，就會(huì)不斷地消耗廢水處理凈化劑。所以，為了高效滿足化工企業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，需要增加購(gòu)買處理廢水的先進(jìn)設(shè)備以及大量的廢水處理凈化劑。

3.2 廢水預(yù)處理存在的問(wèn)題

對(duì)于之前的廢水處理過(guò)程，技術(shù)條件有限，加上煤化工企業(yè)對(duì)廢水的預(yù)處理認(rèn)知不足，采用的處理廢水步驟為脫酸、萃取，脫氨等來(lái)完成廢水中氨和酚的去除。但由于pH較高，酚的處理效果不好，所以生化段的水中存在大量的含氨成分。在廢水處理完成后，若水中的酚和氨的含量不達(dá)標(biāo)，則說(shuō)明廢水處理的效果不佳，水質(zhì)仍處在較差的水平。不僅如此，對(duì)含油較高的廢水處理中，用傳統(tǒng)的處理方法會(huì)使得常規(guī)氣浮裝置有大量的泡沫，增大水油分離的難度。

3.3 處理工藝落后，效果不佳

對(duì)于現(xiàn)有的廢水處理方法，大多偏于傳統(tǒng)方式，在實(shí)際的操作中運(yùn)行穩(wěn)定性不佳，即使處理過(guò)的廢水也很難達(dá)到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在處理水質(zhì)較為清潔的項(xiàng)目，傳統(tǒng)的常規(guī)工藝可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是，在化工廢水處理中，少有較清潔的處理項(xiàng)目，大多水質(zhì)很差，傳統(tǒng)的處理工藝無(wú)法達(dá)到“零排放”的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，往往會(huì)出現(xiàn)氨氮超標(biāo)的情況。就我國(guó)現(xiàn)在的化工企業(yè)排放情況來(lái)看，大部分煤化工企業(yè)廢水的COD值很高，在大量的數(shù)據(jù)分析中，COD含量普遍在100～200mg/L，甚至少有出現(xiàn)更高的數(shù)值[4]。所以，只有很小一部分的化工企業(yè)可以做到排放廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，排放廢水超標(biāo)對(duì)以后的回水利用也增加了一定的工藝難度。還有一部分企業(yè)的廢水處理過(guò)程設(shè)計(jì)不合理，廢水處理工藝步驟重復(fù)，不僅增加了處理成本，厭氧負(fù)荷也會(huì)偏低而導(dǎo)致最終的處理效果不佳。另外，有些企業(yè)采用硫酸來(lái)調(diào)節(jié)廢水的pH，此操作容易產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體，設(shè)計(jì)流程不夠合理，效果不夠理想。綜上，大部分化工企業(yè)的處理廢水工藝無(wú)法達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的“零排放”，但這種水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的廢水若直接排放，對(duì)環(huán)境的影響十分惡劣。

3.4 煤化工廢水的處理技術(shù)的優(yōu)化方式

煤化工工程產(chǎn)生的廢水中含有大量的污染物，不僅種類多且含量較高，為了達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，需要企業(yè)對(duì)處理工藝不斷優(yōu)化，對(duì)處理廢水項(xiàng)目的相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)了解排放的標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 預(yù)處理

煤化工工程中產(chǎn)生的廢水中存在大量不易降解的有機(jī)物，所以第一步的目標(biāo)即是對(duì)這類不易降解的有機(jī)物進(jìn)行預(yù)處理，但是就現(xiàn)有的技術(shù)水平來(lái)看，一般的分離技術(shù)達(dá)不到理想的效果。在COD含量在3 000～4 000mg/L，氨氮的含量在800～1 000mg/L時(shí)，最先用砂沉對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行濃縮，靜態(tài)處理，再通過(guò)柵格等用具過(guò)濾物質(zhì)，接著對(duì)已經(jīng)無(wú)明顯沉淀物的廢水采取砂水分離等操作，同時(shí)，還可能對(duì)水質(zhì)進(jìn)行中和操作，最后就可以分離出廢水的油相和水相。

3.6 生化處理

在廢水進(jìn)行預(yù)處理后，一定程度上會(huì)清除廢水中的可見(jiàn)污染物，但實(shí)際上，廢水中還是會(huì)存留一些雜質(zhì)，無(wú)法做到完全清潔，需要進(jìn)一步處理。首先，利用A/O等工藝處理水相，降低水相的COD值，并在傳統(tǒng)的A/O基礎(chǔ)上，在水中加入?yún)捬跷⑸?，達(dá)到降解聯(lián)苯、喹啉等有機(jī)物的目的。在沉降的工藝中，需要分離并去除鏈上的化學(xué)物質(zhì)，使鏈狀化學(xué)物質(zhì)進(jìn)一步分解成短鏈的化學(xué)物質(zhì)，以上技術(shù)對(duì)工業(yè)廢水的預(yù)處理有重要作用。不僅如此，還可以采用SBR等工藝，結(jié)合物理沉淀法去除廢水水體中的有機(jī)污染物。

3.7 深度處理

通過(guò)生化處理的水體，很難再對(duì)水中的氨氮含量，COD值以及色度等進(jìn)行處理，也無(wú)法再重新利用，但此時(shí)，可以通過(guò)特殊的化學(xué)方法處理廢水，可有效減少顆粒物在廢水中的比例?；瘜W(xué)氧化法可以將有機(jī)化合物氧化成活性的自由基，并在與混凝沉淀結(jié)合時(shí)出現(xiàn)團(tuán)聚的現(xiàn)象，廢水中的COD值和氨氮含量會(huì)降低達(dá)到用水的標(biāo)準(zhǔn)，但是水中仍存在大量的無(wú)機(jī)鹽，水的硬度較高。

3.8 精細(xì)化管理

煤化工生產(chǎn)的技術(shù)含量較高，只有煤化工企業(yè)高層對(duì)企業(yè)精細(xì)化管理，才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)以及化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。首先，化工企業(yè)需要從整體上探究污水處理前后的系統(tǒng)聯(lián)系，從煤的質(zhì)量、工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境等方面對(duì)主要的煤化工工程以及產(chǎn)生的水污染物來(lái)源特點(diǎn)有明確的了解，進(jìn)而采取措施，減少污染物的排放。其次，廢水處理技術(shù)需要重新工業(yè)化，在研究深度與主要工藝相同的基礎(chǔ)上，需要起到一定的環(huán)保帶頭作用，不能一味地復(fù)制模仿。最后，企業(yè)應(yīng)該重新樹(shù)立排放廢水的思想，丟掉重生產(chǎn)輕環(huán)保的老舊思想，落實(shí)國(guó)家的廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，積極培訓(xùn)企業(yè)工作人員的思想以及技術(shù)，真正達(dá)到精細(xì)化管理。

4 結(jié)語(yǔ)

煤化工企業(yè)是工業(yè)企業(yè)一重要行業(yè)，決定了現(xiàn)代工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)的政府部門(mén)需要重視煤化工企業(yè)的污染排放問(wèn)題，在鼓勵(lì)發(fā)展化工技術(shù)的同時(shí)，也要切實(shí)管理化工企業(yè)的廢水治理，從污染來(lái)源入手，對(duì)相關(guān)過(guò)程深入研究并大量實(shí)證，控制污染物的排放，并找到最優(yōu)的解決方法及技術(shù)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。