煤化工废水处理技术与工程应用

摘要：我国蕴含着十分丰富的煤炭资源，虽然我国工业水平得到了良好的发展，工业产业中的煤化工行业发展水平也逐渐提高，但煤化工行业发展所面临的环境污染问题也愈加严重，其中废水问题日益成为煤化工行业发展瓶颈，煤化工行业会产生大量废水，废水中含大量的有毒有害物质，并且污染物种类相对较多、浓度相对较高，因此如何能够有效、低成本地处理煤化工行业废水，减小对环境影响，是当下煤化工行业一个非常值得研究的重点问题。本文主要介绍了几种针对于焦化废水的处理技术，并结合实例进行具体分析，希望能够为煤化工废水处理的后续研究起到铺垫作用。

关键词：煤化工技术;废水处理;焦化废水;膜技术

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.051

Wastewater treatment technology and engineering application of coal chemical industry

Zhou Jun

（China BLUElink Design & Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai 201204，China）

Abstract：China is rich in coal resources. Although China s industrial level has been well developed and the level of coal chemical industry in the industrial industry has gradually increased，the environmental pollution problems faced by the development of the coal chemical industry are also becoming more serious， including wastewater.The problem is increasingly becoming a bottleneck in the development of the coal chemical industry.The coal chemical industry will generate a large amount of wastewater.The wastewater contains a large number of toxic and harmful substances， and the types of pollutants are relatively large and the concentration is relatively high.Therefore， how can the coal chemical industry be effectively and cost-effectively treated industry wastewater， reducing environmental impact， is a very important issue worth studying in the current coal chemical industry.This article mainly introduces several treatment technologies for coking wastewater， and combined with specific examples for specific analysis， hoping to pave the way for the follow-up research of coal chemical wastewater treatment.

Keywords：Coal chemical technology;Wastewater treatment;Coking wastewater;Membrane technology

現代煤化工是指以煤炭为主要原料，生产多种清洁能源和基础化工原料的煤炭加工转化产业，具体包括煤制油、煤制天然气、劣质煤分质利用、煤制化学品以及多种产品联产等多个领域。我国煤化工行业在近十几年间发展中，已经在技术层面取得了很多巨大的进步，但是煤化工行业仍然是一个高能耗并且高污染的产业，煤化工企业均存在废水排放的严重问题，没有足够可以容纳污水的水源，因此必须要对废水进行有效的处理，使其能够达到可以满足当地排放要求的标准[1]。煤化工废水中含有大量的高浓度并且难以降解的污染物，十三五之后，国家所制定的一系列制度对煤化工废水处理要求更加严格，废水的处理不能只靠向外排放，要更注重再生利用，废水回收利用率能达到95%以上，最后实现零排放的目标。随着环保相关法律法规日趋严格，这是煤化工产业的难题，同样也是煤化工产业发展的机会。

1 煤化工废水的分类

与直接燃烧煤炭相比，利用煤化工技术，将煤再加工提炼成其他气体、液体燃料，可以使燃烧效率更高，并且降低燃烧过程对环境产生的污染，但是在煤化工过程中就会产生大量废水，煤化工废水主要有焦化废水，半焦化废水和气化废水3种，具有代表性的废水特征是，化学需氧量可达6 000mg/L，氰化物含量在可达70mg/L，酚的含量可达1 200mg/L[2]。煤化工废水主要分为焦化废水、半焦化废水和气化废水3种，废水中均含有大量有毒有害物质[3]。

（1）焦化废水指在焦油、煤气等焦化产物在制造过程中产生的废水，焦化废水除了具有典型的废水特征外，还含有大量的苯、酚等多环芳烃、烃类，并且研究学者还发现，氟溴的卤代碳氢化合物和少量的氯离子高温分解的中间产物，也存在于焦化废水之中[2]。（2）半焦化废水主要产生在不粘煤和弱粘煤中，温度在600-800℃左右，同时还会产生煤焦油和焦炉煤气。与焦化废水相比，半焦化废水中含有更多的有害物质，并且同种有害物质的浓度更高，除了含有苯、多环芳烃化合物等有机污染物外，还含有氨氮等无机污染物，因此，半焦化废水是一种典型的高污染、高毒性的工业废水。与焦化废水的处理相比，半焦化废水处理行业发展较晚，需要大家进一步重视。（3）煤的气化是指在一定的温度和压力的作用下，以煤或煤焦为原料，在催化剂的作用下与氧气和水蒸气发生反应生成水煤气的过程。气化过程产生的废水，就是气化废水，也具有典型的废水特征，但是比焦化废水、半焦化废水容易处理。

2 废水的处理

2.1 焦化废水的处理

目前焦化废水处理技术相对来说比较成熟，常用的是分3个步骤处理焦化废水，首先，进行初步的废水过滤处理，过滤废水中的大颗粒的悬浮物等容易被截留的物质;然后，进行生化处理，将其中的有害苯、多环芳烃等进行分解处理;最后，进行深度处理，将焦化废水回收再利用。最后一个步骤的深度处理，常用的处理技术是膜分离技术。膜分离技术主要有超滤、渗率、纳滤等特点，国内目前常用的膜分离技术主要有两种，分别是用全膜分离技术深度处理废水，和利用膜分离技术与其他技术手段结合对废水进行深度处理[4]。

全膜分离是结合超滤、纳滤和渗透法，首先利用砂率器对废水进行初步的过滤处理，然后进入超滤设备去除掉废水中的胶状污染物，在纳滤和反渗透过程中加药，将废水软化并且去掉盐离子等，废水经过最后的反渗透处理，排入产水池待回收利用。现阶段所使用的单一的膜分离技术过滤效率较低，随着技术水平的不断提高，现在常用其他手段与膜分离技术结合，例如将催化氧化法与膜分离技术结合，这种方式成本低、效率高、处理效果稳定。

2.2 半焦化废水的处理

半焦化废水的处理流程与焦化废水处理流程类似，也要利用膜处理技术，用于脱盐处理和浓盐水处理，半焦化废水的脱盐处理要用到组合膜技术，浓盐水的处理是用到高效反渗透膜浓缩技术[5]。

2.3 气化废水的处理

气化废水的处理要经过预处理、生化处理和深度处理3个步骤，与焦化废水和半焦化废水的处理过程也是类似的，废水经生化处理后尚存部分难以生化降解的物质及无机盐，因此还需利用膜分离等技术进行深度处理，常用的手段有超滤、纳滤、反渗透法还有膜生物反应器[6]。

3 废水处理技术实例

本章主要分析某煤化工焦化废水处理的实例，进一步说明煤化工废水的处理过程。该项目废水量约为300m?/h，水质如表1所示。

针对煤化工废水的特点，焦化废水先经过预处理工艺，预处理工艺主要进行的是废水中悬浮物的沉淀和除油，然后进行废水的汽化、蒸馏，达到初步蒸氨、脱酚的目的。将预处理后的废水进行生化处理，首先进行的厌氧处理，同时引入化学合成工段产生的残液废水，调节合成残液中的COD总量与酚水的COD总量比值在0.2～0.5之间，温度在37℃左右，pH值控制在7～7.5之间，之后进行好氧处理，温度在28～35℃之间，pH在6.5～8.5之间，停留20～30h，达到最大程度脱酚的目的，将有害物质降解。

生化处理后的废水经砂率器过滤后，进入到超滤器中，去除掉废水中的胶状物质和较大的颗粒物，然后进入纳滤装置中，在纳滤装置使废水软化，并且最大可能的去除掉二价盐离子，然后进入到反渗透装置中，进一步去除有害离子、小颗粒污染物等，最后进入回用水池，进行重复利用。目前该工艺运行稳定，可使废水中的有害物质去除率达到95%以上，并且系统的运行成本低于平均工业用水成本的45%。该项目主要工艺流程见图1，生化单元主要污染物去除效果见表2。

4 结语

煤作为我国的主要能源物质，与中国工业的发展息息相关，现阶段我国煤化工产业已经是比较成熟的传统产业，随着人们对环境保护的日益重视，煤化工废水处理的要求日益严格，这不但有利于我国生态环境以及工业的长期可持续发展，还促进了煤化工产业与工业废水处理产业的发展。当前膜处理技术应用于各种废水的深度处理中，该技术对于废水净化效率较高，可通过综合利用膜技术和其他技术，使废水处理后满足回用水质的要求。

参考文献

[1]郑俊.煤化工废水处理技术与工艺应用改进[J].化工设计通讯，2020，46（02）：12+22.

[2] 甘继鹏，范赐云.煤化工中焦化废水的污染、控制原理与技术应用研究[J].化工管理，2020（02）：41-42.

[3]刘建军.浅谈煤化工废水处理技术与进展[J].化工管理，2020（06）：122-123.

[4]赵刚.煤化工高盐废水处理技术研究[J].能源与节能，2019（08）：73-74.

[5]张博.煤化工废水处理技术与工程应用[J].广东化工，2020，47（03）：140-142+160.

[6]王杰.煤化工废水处理技术优化研究[J].资源节约与环保，2020（01）：95.

收稿日期：2020-07-15

作者简介：周俊（1984-），男，漢族，硕士研究生，研究方向为工业废水、废气处理。