煤化工废水处理工艺优化研究

煤化工废水处理工艺优化研究

摘要：煤化工生产主要使用煤炭作为原材料，煤化工生产期间形成大量工业废水，这些废水污染物成分复杂，很难通过污水处理设施处理污水。清除污水中的化学成分，需要通过处理技术的优化，提高废水处理效率，进一步提高废水处理质量，保护生态环境。因此，本文先对煤化工生产废水来源、种类及特征进行简单分析，然后进一步研究了废水处理技术的优化，以期能有效提高废水处理质量，为控制环境污染问题做贡献。

关键词：煤化工；废水处理；优化

1煤化工废水的主要来源及种类

1.1煤化工废水的产生

煤化工主要是以煤炭为原材料进行加工、生产的，生产的过程中则会产出工业废水，废水中含有许多复杂的化合物质，如酚类、含硫物质以及难降解物质等污染成分。因此，应该对煤化工生产废水采取科学、合理的处理技术，尽可能降低其对环境的污染程度。

1.2煤化工废水的种类

1.2.1煤液化废水

所谓煤液化废水，就是指煤炭原料在油品转化加工过程中产生的废水，主要来源于加氢裂化、加氢精制、液化等生产环节，煤液化工艺主要有两种：直接液化和间接液化。这样的废水中含有酚和

硫类成分，含盐量较少但COD值较高，容易乳化且难以生化，成分难以彻底降解。

1.2.2煤气化废水

所谓煤气化，就是指原料煤或煤焦经过特定的压力、温度等生产条件，将其通过水蒸气、氧气等反应催化剂，使煤或煤焦转变为水煤气的过程。煤气化产生的废水中主要含有硫化物、氨氮物、氰化物等，可见，煤气化废水含有的污染物成分复杂且难以降解彻底。煤气化流程操作涉及到的水煤浆气化、粉煤气化以及碎煤加压气化工艺，不同的煤气化操作产生的废水类型也不同，其中污染物的浓度也是存在差异的。

1.2.3煤制甲醇、烯烃废水

煤制甲醇废水来源于气化废水，该类型废水的主要特征是氨氮含量高、CODCr质量浓度适中、可生化性较好，但是含NH3－N量较高，随意排放会严重危害到生态环境的平衡性。煤制烯烃废水就是煤制甲醇在合成烯烃的环节中产生的废水，含有大量的有害物质，因生化或直接燃烧处理成本较高，所以处理难度系数较高。

1.2.4煤焦化废水

所谓煤焦化，就是指煤炭原料在真空、高温的条件下，经加热分解，转变成焦炭、焦油、煤气以及粗苯等物质的过程。该废水含有大量的氨氮成分、COD成分以及其他的有机污染物，成分十分复杂，废水处理很难达到标准。

2煤化工废水的主要特征

煤化工生产用水需求大，排出的废水成分相当复杂，是工业生产中典型难处理废水之一。倘若废水处理不得当，随意排放，会严重破坏社会的生态平衡。其主要特征如下：第一，高色度、高浊度，煤化工生产的各个环节都会产生多种污染物，混合在废水中，极易发生不良的化学反应，通常比较容易产生助色基团物质、含生色基团物质等；第二，难以彻底降解，废水中存在的喹啉、联苯等化合有机物很难被彻底降解；第三，废水含有的污染物种类复杂多样，煤化工生产流程是相当复杂的，每个环节都会产生不同的、繁多的废水污染物，简单的化学或物理废水处理技术很难将废水中的污染物处理彻底。

3煤化工废水处理技术面临的问题

结合目前生产废水的来源及组成，煤化工废水处理技术具体面临如下问题。

（1）处理废水所用设备成本较高，主要是因为符合节能环保要求的设备生产成本较高，要想满足节能环保要求就需要向废水处理净化剂方向加大成本投入，并且结合新型技术进行废水处理。

（2）废水处理不达标，煤化工废水中有害物质较多，且较难完全除去，因此很多处理工艺无法做到达标排放，这样废水依然无法直接排放或是排放后产生较大的危害，因此需要进行工艺改进。

4废水处理技术优化研究

煤化工企业生产废水污染物种类多且浓度高，进行处理时首先应该参照相关标准规范才能选择适宜的处理过程，生产废水处理标准如表1所示。

表1 回用水的水质标准

煤化工企业废水处理人员需要按照上述回用水的水质标准进行废水处理，处理流程大致为：生产废水→预处理→生化处理→深度处理→浓盐水处理→回收水。

4.1预处理

煤化工企业生产废水中含有大量难降解的有机污染物，首先要进行预处理过程，将这些难降解的有机污染物去除，但传统化学分离技术无法满足要求，一般情况下，生产废水中COD浓度为

3000~4000mg/L，氨氮浓度为800~1000mg/L进行废水预处理时，先利用沉砂池等处理设施进行集中静置处理，再利用格栅、筛网等处理设施进行捞毛、过滤等处理，然后利用砂水分离器对于过滤后的废水进行分液处理，必要时还需进行水质中和处理。最终将生产废水的油相与水相分离开来，水油相隔离开后水相主要组成成分见表2。

表2 预处理后煤化工废水组成

4.2生化处理

经过预处理后的生产废水已经去除了大量的有机污染物，但仍有少量残留，需要对废水进行进一步深入处理，首先采用A/A/O技术对水相进行处理，降低水相中的COD值，A/A/O技术在传统的A/O 技术基础上添加厌氧微生物处理段，能将联苯、喹啉等有机物降解转化为链状化学物，通过物理沉降的方法，达到分离去除的目的，链状化学物可通过进一步分解成为断链化学物，该项技术对废水的预处理非常重要。除此之外可以采用SBR技术，SBR技术是序批式活性污泥技术，利用活性污泥中的微生物在废水中发生好氧和厌氧反应，但更侧重于氨氮化物的去除，结合物理沉降的方法去除水相中的有机污染物。

4.3深度处理

经过生化处理后的生产废水，虽然还不能达到回用水的质量标准，但是COD值、氨氮含量、废水色度已经很难再通过生化技术进行处理，此时可以采用特殊化学方法对废水进行处理，依次对生化处理后的废水进行混凝沉淀、多介质过滤、膜技术分离、化学氧化等处理，混凝沉淀可以大大降低废水中颗粒物的含量，化学氧化法

可以将有机物氧化为活泼自由基团，通过与混凝沉淀相结合发生聚沉现象，经过相关流程后，废水中COD值、氨氮含量可以降至回用水标准以下甚至很低，但是废水中依然存在大量的无机盐，会导致水硬度。

4.4技术比对

传统的A/O技术使用普通活性污泥实现废水脱碳与脱氮处理，利用活性污泥中含有大量微生物的原理进行硝化或反硝化作用，而优化后的A/A/O技术在其基础上添加厌氧微生物处理段，能将联苯、喹啉等有机物降解转化为链状化学物，链状化学物通过进一步分解成为断链化学物，再经过物理沉降法分离除去。SBR技术与

A/A/O技术相比，除利用活性污泥中的微生物在废水中发生好氧和厌氧反应外，能针对性的处理废水中的氨氮，结合物理沉降的方法能够有效地去除水相中的有机污染物，因此对含有氨氮较多的废水可以结合SBR技术进行处理，其他类型的煤化工废水可以侧重使用A/A/O技术进行前段处理。

5结束语

综上所述，废水处理效果的好坏直接关系着煤化工项目的建设与发展，同时也影响着我国化工产业的发展与进步。因此，对煤化工废水处理技术的探索应该结合当前煤化工实际项目工程做进一步深入，对排放的化工废水应该及时采取科学、合理的处理措施，尽可能提高废水回收利用率，将节能、减排、绿色、环保的理念贯穿于废水处理技术之中，减缓水资源短缺危机，逐渐将我国的煤化工

行业转变成环境友好型、资源节约型、可持续发展的化工产业，进而促进我国煤化工产业的优化升级。