探析煤化工过程中化学污染废水处理技术

　　化学工业一直是我国经济的支柱产业之一。我国近年来的煤化工产业得到飞速发展，煤制油、煤制烯烃、煤制天然气和煤制乙二醇都是国家所重视的新型能源。但是煤化工在生产过程中要消耗大量的水资源，也容易产生大量的废水，造成严重的水源污染。对此要从技术上进行改进，提高煤化工的废水处理技术的水平，对废水实行净化和重复利用，提高水资源的利用率。
　　1 煤化工废水的来源以及特点
　　煤炭是煤化工的主要原料，运用一系列技术手段，将煤炭转化为燃料和化学产品的过程。在煤化工的生产过程中，有多个工序都容易产生废水，比如:鼓风冷凝、脱硫、除氨等。煤化工的废水中含有大量的酚和氨，还有焦油、苯酚、氰化物、硫化物、COD等污染物质，具有强烈的毒性。如果不能采用有效地措施对废水进行处理，会降低土壤的质量，对环境造成不可预计的负面影响。
　　煤化工废水的主要特点有如下几方面。
　　第一，难以被降解。煤化工废水当中含有大量的有机物，比如：喹啉、异喹啉、联苯，这些有机物的结构异常稳定，很难被降解，给煤化工废水的处理带来了巨大的困难。第二，颜色深，污浊程度高。在煤化工进行生产时，各个环节都能够产生一定的废弃物，融入工业废水当中。这就造成了工业废水成分复杂，各种污染物质混合在一起，显得特别污浊。第三，污染成分复杂。煤化工的生产工艺很复杂，具有多个生产环节。这些环境中都会产生污染物质，这些污染物质集中在废水当中，成分复杂，大大增加了废水处理的难度，提高了对废水处理技术的要求。
　　2 煤化工废水的处理技术
　　2.1 预处理
　　2.1.1 气浮法
　　这一方法主要是针对废水中的油类物质进行去除和回收。主要工作原理是：向废水中通入空气小气泡，促使小气泡与水中的油滴颗粒粘附在一起，再把利用特殊方法把气泡从水中排出去，达到了分离油质成分的作用。气浮法对于悬浮物的处理效果显著，而且产生浮渣容易运输和再次利用。但是气浮法只对于油类物质具有明显效果，所以经常要与其他方法配合使用。
　　2.1.2 混凝沉淀法
　　混凝沉淀法是为了出去废水中悬浮的有机物，以便进行后续的生物处理。这种方法主要是利用重力作用让水中的固体悬浮物下沉，从而与液体分开。在工业废水中加入混凝剂，比如:铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺，来强化沉淀效果。采用混凝沉淀法，需要根据废水成分的不同、pH值的不同来采用不同种类和用量的混凝剂。这种方法的优点是流程简单、花费资金少，能够实现大批量的废水处理;缺点是对于COD的去除没什么效果，而且容易生成大量难以进行脱水处理的泥渣。
　　2.1.3 MAP化学沉淀法
　　MAP化学沉淀法是为了去除煤化工废水当中的氨和氮。由于含有氨和氮的复盐，比如:磷酸铵镁、磷酸铵锌等，不容易在水中溶解，所以,要向废水中加入磷酸根离子和一些金属离子，来与高浓度的氨和氮生成沉淀进行分离。目前，对含氨氮废水的处理，主要是向其中投入氯化镁和磷酸氢二钠。由于生成的沉淀物英文缩写为MAP，所以这种方法被称作MAP化学沉淀法。MAP化学沉淀法对于废水中的氨和氮去除率很高，工艺流程也不复杂，沉淀反应不会受到温度和水中毒素的影响，生成的沉淀物也没有后续污染。
　　2.1.4 溶解萃取脱酚法
　　通过溶解萃取对废水进行脱酚处理，能够回收废水中的酚成分。酚在一些特定的溶剂中的溶解度比在水中的溶解度，这一特质就是溶解萃取脱酚法的工作依据。将含酚的工业废水和容易溶解酚的萃取剂共同投入萃取设备当中，然后再通过精馏塔将酚和萃取剂分离出来，得到能够继续循环使用的萃取剂和脱酚废水，达到提取废水中的酚的目的。经过处理后的脱酚废水，可以经由溶剂回收塔流向下一废水处理环节。
　　2.2 生化处理
　　2.2.1 SBR工艺
　　SBR工艺是一种出现于20世纪70年代的新技术，主要适用于生物降解和脱氮除磷。SBR工艺包括5个工作流程，既进水、反应、沉淀、排水、闲置等。这一工艺方法能够实现生物降解、沉淀、均化和终沉等功能于一体，由高科技设备进行自动控制，不需要再设置污泥回流系统。SBR工艺的反应池具有良好的生化反应能力和污水处理能力，能够有效抵抗污泥膨胀带来的冲击，稳定地进行工作。
　　2.2.2 固定化生物技术
　　固定化生物技术能够有效处理废水当中的难降解有机毒物，是近年来研发出来的新型废水处理技术，在固定优势菌种时具有很强的针对性和可选择性。采用这种技术对工业废水进行处理，能够提高生物反应器内部的微生物的细胞浓度和纯度，有利于高效菌种保持活力。通过这种方法来处理工业废水，产生的污泥较少，容易去除大量的氨，形成固体和液体分离开的处理产物。
　　2.2.3 A2-O法
　　A2-O法又叫做低氧-好氧法，对于工业废水当中的氨氮和有机会具有显著的处理效果。A2-O工艺是在A-O工艺的基础上进行改进的工艺方法。相比A-O工艺，A2-O工艺在缺氧池之前多设置了一个厌氧池。在煤化工的废水当中，往往会含有大量的杂环及多环的芳烃类有机物，这些有机物在氧气充足时不容易发生生物降解，必须要经过厌氧酸化处理，才能够容易发生生物降解，或者转化为小分子。
　　2.3 深度处理
　　2.3.1 活性炭吸附法
　　活性炭是一种黑色、多孔的固体炭，具有很强的吸附性，在工业生产中常常被当作吸附剂来使用。活性炭吸附法，就是利用活性炭的这一特质，对煤化工废水进行深度处理。活性炭的孔洞表面具有大量的羧基、羟基、酚羟基和内酯，对COD具有明显的去除效果。科学调查表明，在pH值为6的环境下，向50 mL废水当中投入一克活性炭粉末，1 h能够去除98.5%的COD。
　　2.3.2 催化湿式氧化法
　　催化湿式氧化法，就是在高温、高压、催化剂等条件下，促进废水当中的氧化作用，把废水当中的有机物分解成二氧化碳、水和氮气等无害物质。目前这一方法的应用主要体现在两个方面：高浓度、难降解的有机废水的预处理;包含有毒物质的工业废水处理。这种方法的特点是用途广、氧化速度快、废水处理的效率高、工艺流程简单、不容易产生二次污染。使用这种方法，催化剂昂贵的价格和高处理成本是主要的限制条件。另一方面，使用催化湿式氧化法需要高温高压的工作条件，对工艺设备具有很高的要求。
　　2.3.3 臭氧氧化法
　　臭氧氧化法具有瞬时反应、没有永久性残留物、处理效率高等特点，被应用于煤化工的废水处理当中。其主要工作流程如下：首先,在隔油池内分理出废水的油和酚，然后进去调节池进行PH值的调节，最后与臭氧一起通过氧化器进行氧化，通过氧化器的时候一般以一种喷射的方式来进行。由于臭氧不容易储存，需要在生产之后立即进行使用，所以,不容易调节臭氧的输出量，在废水的水质发生变化时的适应性差。另一方面，这一工艺方法容易消耗较大的投资和耗电量，实行的成本过高，还容易造成臭氧泄露，对周围环境和生物形成危害。
　　3 处理工艺
　　工艺的废水处理过程中，对传统的工艺流程进行了改进。经处理后送深度回用处理站作最终处理，废水站运行过程中产生的水泵机封冷却水、场地清洗水、设备检修排水等全部收集后处理，因此可以达到区域内无废水外排。经过3年的现场运营，效果良好，最终70%的煤化工废水处理成了工业用水，在其余单元内回用;10%的纳滤(纳滤)浓水送三烧结混合机拌料处理，20%的二级RO(反渗透)浓水用作炼铁厂1#烧结机的干法脱硫装置的烟气冷却水，达到废水O排放的目标，这也是国内钢铁企业处理焦化废水做的最好的。
　　4 结语
　　煤化工的废水处理，是推动煤化工绿色化、环保化的重要工作内容之一。煤化工废水的成分复杂，容易对环境和人体健康造成严重的破坏。为了降煤化工废水的恶劣影响降到最低，必须提高废水处理技术的水平，研究出低成本、高效率、高去除率、无二次污染新型废水处理技术，这样才能够促进煤工业的可持续发展。