论煤化工污水处理工艺选择

高晓亮

（山西省保障性安居工程投资有限公司， 山西 太原 030024）

煤化工生产过程中产生的大量污水主要以高浓度、难降解、有毒的煤气洗涤废水为主，由于富含大量OH、CH、油、氨氮等有毒有害物质，如果不经过科学处理排放会对周边地区的水源及生态环境造成严重污染。生态环境的脆弱，致使煤化工产业与生态环境保护的矛盾日益突出。现阶段，我国煤化工企业的污水处理工艺主要采用缺氧—好氧生物法处理（A/O工艺），在处理苯酚类物质方面取得了良好的效果，但是在处理吲哚类、吡啶类、联苯类等有机物时难以有效分解，对处理结果进行抽样很难达标。煤化工污水处理成为制约煤化工产业可持续发展的瓶颈，如何选择科学有效的污水处理方法成为关键[1]。

1 煤化工废水特点

煤化工生产过程中易产生大量的废水，废水中成分复杂含有大量OH、CH、油、氨氮等有毒有害物质和难以降解的吲哚类、联苯类、吡啶类有机物，处理技术要求高，对生态环境造成了严重污染。煤化工废水特性为高COD、高酚、高盐类，B/C比值低，含大量难降解物质，采用传统的缺氧—好氧生物法处理（A/O工艺）只能对苯酚类和油脂类物质进行简单预处理，对于砒啶类、咔唑类和联苯类有机化合物难以取得理想处理效果。

要想对处理后的废水实现零排放，就需对处理技术和设备要求更为加严格。经生化技术处理过的废水，检测后水中的重铬酸盐指数（CODcr）、氨酚、氨氮等浓度有所下降，但是水中COD、色度仍难以达标。废水处理成为制约行业发展的难题之一，如何寻求处理效果好、工艺稳定和成本低的技术成为关键。随着科学技术的发展，煤化工废水处理技术也层出不穷，但是各类处理工艺和技术也是各有利弊[2]。

2 煤化工废水的处理工艺

现阶段，煤化工企业在污水处理工艺主要采用物化预处理、生化处理（上流式厌氧污泥床UASB处理技术和载体流动床生物膜法CBR技术等）和物化深度处理。

2.1 物化预处理

物化预处理通常采用隔油和气浮的处理方法。鉴于废水中焦油含量高会对后期生化处理效果打折，使用气浮方法对煤化工废水进行预处理，关键是将回收后的焦油循环再利用，这样还能起到防止处理废水过程中爆气的效果。

2.2 生化处理

生化预处理技术主要采用缺氧与好氧生物法处理（A/O工艺），鉴于煤化工废水中含有大量的环类化合物且成分复杂，使用好氧生物法来处理废水后，检测水中的COD指标极不稳定。随着技术的发展出现了载体流动床生物膜法（CBR）、PACT法、厌氧生物法和厌氧－好氧生物法等。

2.2.1 厌氧生物法

上流式厌氧污泥床（UASB）处理技术，是使煤化工废水在特殊反应容器中逐级自下而上流动，将废水中含有的有机物通过微生物直接转化为CH4、CO2等并排到反应器上部，同时加装三相分离器的反应容器，实现了气、液、固的三相分离。

2.2.2 改进的好氧生物法

2.2.2.1 PACT法

PACT法是在活性污泥池中添加活性炭粉末，充分利用活性炭的吸附作用来实现对有机物和溶解氧的吸收，同时吸收的杂物还可成为微生物的食物，以此形成完整的循环链条，使有机物的氧化分解能力明显提升。

2.2.2.2 载体流动床生物膜法（CBR）

载体流动床生物膜法（CBR）是基于特殊结构载体的生物流化床技术。该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法和活性污泥法有机结合，提升反应池的处理效果，并增强系统抗冲击能力，可有效降解废水难以降解的污染物，降低出水中的COD浓度。该方法在处理浓度较高的煤化工废水技术中被广泛使用，还被应用于后续的深度处理回用单元。

2.2.2.3 厌氧－好氧联合生物法

污水处理厂单纯采用好氧或厌氧技术来处理工业废水实现零排放很难达标，虽然经过厌氧酸化技术处理过的工业废水中有机物的生物降解能力提升明显，尤其是去除重铬酸盐（CODcr）方面效果显著。污水处理厂采用该技术在降解有机物萘、喹啉和吡啶时效果显著[3]。

2.3 煤化工污水深度处理

煤化工废水在经过生化预处理后，水中重铬酸盐指数（CODcr）、酚类和氨氮的浓度明显降低，但是对COD、色度等处理上仍然难以达到零排放标准。必须采用深度处理的方法来进一步处理，深度处理技术包括：高级氧化、吸附、混凝沉淀和固定化生物技术及反渗透膜等处理技术。

2.3.1 高级氧化技术

鉴于煤化工废水中的有毒有害物质成分复杂、含量高，特别是难以降解的酚类、多环芳烃、含氮有机物等有机物含量高，会影响后续的废水处理质量。高级氧化技术主要是通过在煤化工废水中释放HO自由基，来降解有机污染物。高级氧化技术根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、臭氧氧化、电化学氧化等。催化氧化技术主要是在废水处理的前期，提高煤化工废水的生化能力，由于使用过程中能耗大、成本高，所以实际应用较少。

2.3.2 吸附法技术

吸附法是通过固体表面的吸附能力来吸附去除胶质，但是当吸附表面的固颗物大时效果不明显，仅用来吸附较小的胶质颗粒物。由于该技术的吸附量大、成本高，仅适合小型污水处理厂使用。

2.3.3 混凝沉淀技术

混凝沉淀计划是依靠重力沉降作用来实现煤化工废水中悬浮物的固液分离。通过有机悬浮物的沉淀来降低后续固化生物处理过程中的有机负荷。污水处理厂通过在工业废水中加入铝铁盐、聚铁和聚丙烯酰胺等混凝剂来提高沉淀效果。

2.3.4 固定化生物技术

固定化生物技术是采用固定菌种，对含有机毒物的废水进行针对性地降解。经驯化后的菌种对喹啉类物质的降解能力较污泥高三倍，且降解率高，经处理后废水中的喹啉和吡啶类物质含量大幅下降，所以该技术应用较广。

3 结语

煤化工生产过程中产生的大量污水如果不经过科学处理任意排放会对自然环境造成严重的污染和破坏。由于我国环境保护形势严峻，必须提高煤化工污水的处理效果和稳定性，实现煤化工污水的零排放，打破制约煤化工产业可持续发展的瓶颈，实现生态环境保护与煤化工产业的和谐发展。

[1]查传正，李伟，李志奎，等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工，2006（3）：32-33.

[2]崔保华，刘军.应用AO法处理煤化工酚氰废水[J].煤化工，2001（3）：52-54.

[3]张丽亚.SBR技术在水电站生活污水处理中的应用[J].水科学与工程技术，2013（6）：29-31.