煤化工废水的来源及处理方案

时间：2024-07-28

孙贵军

（中电投新疆能源化工集团有限责任公司新疆乌鲁木齐 830063）

1 煤化工废水的来源分析

煤化工以煤作为主要的原料，在进行化学加工的过程中，产生各种化学成分的气体、液体和固体废水，具体的情况如下。

1.1 焦化废水

在高温状态下干馏炼焦煤，炼焦煤里面的水分与粗煤气混杂混杂在一起，并形成成分复杂的剩余氨水冷凝液，譬如回收与精制车间的焦油渣、酸焦油，再如熄焦池的焦粉和生化脱酚工段的活性污泥等。另外在煤气净化的过程当中，以及在焦油加工、粗苯精制等过程中所产生的成分复杂的废水，都具有焦化废水的性质。

1.2 气化废水

炉中的煤燃料在高温之下，以空气作为气化的介质，与煤燃料当中的可燃物质产生化学反应，然后转化成气体燃料，另外还产生煤气洗涤废水和冷凝水等气化废水，常见的有固定床的固态气化排渣、加压液态排渣，以及流化床气化排渣和气流床气化排渣等。

1.3 液化废水

这种废水既可以通过直接液化，也可以通过间接液化产生。直接液化是煤燃料在炉中的高温和高压状态下，加入的氢气促使煤燃料中的有机高分子结构转化成为较低分子的液体燃料，虽然产生的废水量比较少，但废水当中所含有的硫化物和氨等浓度非常高。间接液化煤气气化之后产生合成气，与催化剂共同作用后产生燃料油，但在分离过程中会产生技术污染的废水。

2 煤化工废水的处理方法

根据煤化工废水的来源，以及结合国内煤化工行业的废水处理技术状况，笔者建议采用物化预处理、生化处理和物化深度处理三种方法。

2.1 物化预处理方法

物化预处理有气浮和隔油等多种方法，以气浮法为例，鉴于废水的油类比较多，对后续的生化处理效果具有较大的影响，而这种方法能够将煤化工废水进行预处理之后，分离出废水当中的油类，并再次利用回收利用，这种方法还具有预曝气的作用。以某焦化厂为例，该厂采用运行费用比较低的射流气浮除油法，将各种除油系统串联起来，在蒸生化之前，确定废水含油量在30g/m3以下，于是利用含气浮组合系统，分理出焦化废水当中的油类，除油率达到了80%左右。笔者对以上这种除油方法进行了如下总结：一是除油过程中气浮系统的设计负荷必须稳定，而且将进水油和出水油浓度分别控制为200-400mg/L和900mg/L；二是要综合考虑油和水的密度差异因素，利用油密度小于水密度的物理性质，控制油和水分别往相反的方向流动，然后分别利用集油和集水设备收集。

2.2 生化处理方法

这种方法主要针对已经进行预处理的煤化工废水，常见的有缺氧生物处理和好样氧气生物处理两种，也可以将两种处理方法相结合使用。首先是好氧生物法，这种方法是将活性炭粉末投到活性污泥曝气池当中，吸附曝气池里面的有机物和溶解氧，为活性污泥当中的微生物提供食物，提高有机物的氧化分解速度，某化工厂在利用PACT法，对焦化废水进行反硝化深度处理，焦化废水中COD的浓度从570mg/L降到100mg/L，氨氮的浓度从394mg/L降到15mg/L，符合排放的基本要求。其次是厌氧生物法，这种方法主要针对好氧生物降解法无法有效降解的有机物，譬如某化工厂用浓度为7600mg/L的酚加入煤气废水当中，高倍稀释煤气废水，然后进行厌氧消化。再次是好氧和厌氧联合生物法，在好氧生物法和厌氧生物法单独时候都不能有效处理煤化工废水的时候，可将两种方法联合使用，譬如某化工厂用好氧生物法去除工业废水当中90%以上的COD，但有机物萘的去除率仅有10%，于是联合采用厌氧固膜法，有效地将有机物萘去除干净，这种方法在我国煤化工废水生物处理工艺当中，广为使用。

2.3 深度处理方法

深度处理常见的有高级氧化、吸附、固定化生物技术等多种方法：首先是高级氧化技术，主要针对含有酚类、氮类、多环芳烃等难降解有机物的煤化工废水，为了避免影响后续的生化处理效果，可利用这种方法将工业废水当中的难降解有机物转化成CO2、水、N2等无害物质，譬如湿式催化氧化技术，将待处理的废水处于一定温度和压力的环境下，利用催化剂分解污水中的有机物，降解成无害的物质，具有高效和简单的优点。其次是固定化生物技术，能够达到1500mg/L浓度COD的去除效果，譬如固定化混合菌群降解技术，某工程采用这种技术降解焦化废水当中的多环芳烃，在多环芳烃被完全降解之后，固定化的细胞吸收有机物的营养而继续生长，在15天之后将焦化废水当中的酚、萘等完全降解干净。再次是吸附法，这种方法主要用于去除固定物体表面的物质物质，在处理工业废水的过程当中，经过固体颗粒的废水污染物往往会吸附在固体表面，这时候我们可以利用吸附Fenton催化剂的活性炭进行催化氧化处理。