试论现代煤化工企业的废水处理技术及应用

王来彬

（神华工程技术有限公司，北京 102200）

煤化工废水处理技术的进展及发展方向，是我国当前发展中的重点内容。从实际发展情况来看，促进煤化工废水处理，需要促进新技术的应用，并逐渐探究新型技术的发展方向，从而保证废水处理合理性，尽量减少对环境的污染。本研究则在此基础上，从当前煤化工废水情况入手，对其技术进行研究，并明确未来发展方向。

1 现代煤化工项目含盐废水来源及特性

从当前发展情况来看，煤化工废水为含盐废水，其产生包括多个阶段，例如：水回用系统浓水、反渗透浓水和循环水系统排水等。此废水对土地的影响较大，需要对其进行有效处理，从而降低其危害性。高盐废水通常是指含有一定量有机物，总溶解固体含量大于 3.5%的废水。煤化工高盐废水成分复杂，含有的污染物以有机污染物和无机盐类为主。

2 煤化工企业使用的废水处理技术

2.1 预处理技术

2.1.1 脱酚

煤化工企业存在的化工废水中通常含有一定量的酚，可以运用一些具备高比表面积的吸附型材料开展脱酚预处理，在吸附性材料处于吸附已经饱和的状态后，可以运用一些相溶剂或者是蒸汽对应用的吸附剂开展再生处理。煤化工企业经常使用的吸附性材料主要涵盖了存在改性的膨润土、具有较好吸附作用的活性炭和大孔径的吸附型树脂。

膨润土在表层区域通常会具备一些具有亲水性的硅氧，但是其对于存在于水中的有机物具有的吸附能力比较差。因此在运用膨润土作为煤化工吸附剂时，往往会先对膨润土实施改性操作后再进行运用。将未经处理的膨润土和已进行改性处理的膨润土具有的脱酚性能开展对比研究，研究结果表明经过改性处理的膨润土具有的吸附性能更好，实现脱酚平衡的时间较短，可吸附酚的总量更大。

活性炭实际上也是比较常用的吸附剂，活性炭的比表面积比较大、表层区域的孔构造比较发达，而且价格相对而言比较低，因此在煤化工企业进行废水脱酚处理的过程中使用活性炭进行吸附的比较多。如果在进行苯酚处理时运用了吸附浓度达到60mg/L 的活性炭，在处于30℃的温度，酸碱值处于6.0的环境下，经过活性炭吸附处理，苯酚的去除率可以达到86%[1]。

2.1.2 除油

结合煤化工企业排出废水的特点，仅从视觉观察即可以看出，废水大多是一种油类物质，菌胶团的表层通常会覆盖一层含油类物质，在后续进行的煤化工废水处理开展除油阶段，能够比较好地对废水中的含油量物质的处理效果进行改善。正常情况下，使用生化方式进行废水处理对进水中的实际含油量的标准要求是小于50mg/L，通常使用隔油池或者通过气浮法进行除油操作。

2.2 蒸氨

因为煤化工企业排出的废水中通常情况下氨氮的浓度含量比较高，大多是在煤制气发生反应的过程中进行高温裂解和通过制气反应中残留下的氨气导致的，废水中氨氮浓度含量的高低将会直接影响硝化细菌具有的活性，甚至会对生化技术的废水处理作用产生一定的影响，将会造成出水氨氮处于并未达到相关标准的状态。

现如今，脱氨处理的过程通常会将水蒸气汽提法作为主要选择方法，相关工作人员会在进行煤化工企业产生的废水中适当地通入大量的高温蒸汽，从而减少煤化工废水中含有的氨氮浓度含量，使已经经过处理脱出的氨氮实施分离操作、蒸馏操作，然后还可以将其进行回收以及再次使用。

2.3 深度处理技术

2.3.1 臭氧氧化技术

臭氧实质上是一类强化剂，臭氧在进行氧化的阶段有两种方式，一种是工作人员直接使用分子将臭氧进行氧化处理，另一种是工作人员直接借助臭氧的分化作用使其产生羟基自由基来发展氧化反应。臭氧具有的氧化能力较少，煤化工废水中含有的COD（化学吸氧量），还可以有效减轻降低废水中的颜色深度和浑浊程度，在一定程度上避免了煤化工废水出现二次污染的可能性。

相关工作人员在进行内循环处理的反响器中使用臭氧对煤化工产生的废水实施深度处理，COD 的实际去除率基本上可以达到40%～50%，对废水中的酚类以及杂环类有机物具有的处理效果最佳。臭氧在进行单独使用的过程中，废水中含有的有机物和臭氧发生反应后往往会产生醛以及羧酸，这两类物质并不会继续和臭氧发生反应，在一定程度上可以限制臭氧具有的矿化作用，从而使臭氧的处理作用减弱。

2.3.2 非均相催化臭氧氧化技术

非均相催化臭氧氧化技术主要是创立在臭氧具有氧化作用的基础上进行再度研发产生的新式高端氧化手段，是臭氧物质在特殊催化剂的作用之下产生的羟基自由基对废水中含有的有机物实施的氧化处理和分化处理。被广泛使用的催化剂主要涵盖了金属氧化物、经过金属改性处理的沸石、活性炭等。现如今被广泛研讨的催化剂是金属氧化物，金属氧化物具有良好的催化作用，例如：氧化铝、二氧化钛等。

事实上将会直接影响臭氧物质氧化作用的主要因素还包括了酸碱值以及温度。酸碱值将会直接影响羟基自由基的产生。酸碱值的增加有利于改善羟基自由基的数量，可以在一定程度上改善臭氧具有的氧化能力。在进行催化以及氧化的过程中，催化剂既具有一定的催化作用，还具备比较好的吸附效果，酸碱值的变化将直接影响金属氧化表层区域电荷进行的转移，从而将会直接影响臭氧对废水中含有的有机物具有的吸附效果。

2.3.3 超临界水氧化技术

超临界水进行的氧化技术主要是运用水在超临界环境下，具有比较好的非极性处理有机溶剂的特殊性质，既可以发挥出超临界水对废水中的有机物开展的氧化处理、分化处理的技术。这些技术往往具备比较高的反响效率，废水处理得比较完全，反响器在结构构造上相对比较简单，这些优势主要是因为处于超临界境地的水通常具有比较严重的腐蚀效果。无机盐会直接在反响阶段出现结晶直接分离出废水，将可能会导致废水处理设备和相关管道出现堵塞问题等不良影响，从而降低超临界水进行废水处理的经济成本，进而严重影响了煤化工企业进行工业化应用效果。

2.3.4 光催化氧化技术

光催化氧化技术运用了半导体的材料，在紫外光线直接照射下将已经吸附在材料表层的氧化剂实施激发处理，从而产生了具有强化作用的羟基自由基，废水处理人员可以运用羟基自由基对废水中含有的有机物实施氧化分解处理，二氧化钛是应用的最为广泛的光催化剂。部分研究者运用光催化技术对高苯酚含量的废水进行处理时，研究结果表明二氧化钛的实际投加量达到2g/L，酸碱值达到3时，光照时间在2.5小时的条件之下，废水中的苯酚的去除效果最好，基本上可以达到96%。

二氧化钛进行催化技术时，在对一些难降解的废水有机物进行处理的过程中通常具有比较明显的效果，但是当前阶段并未将其完全应用在煤化工的废水处理过程中，主要原因是该类催化剂并不能做到充分运用太阳能的作用，废水处理的反响器在进行设计的过程中难以真正满足实际的煤化工废水处理要求。

2.2.5 高浓度含盐废水处理技术

高浓度的含盐废水主要指高浓度的废水经过深度处理和回用后处理的浓水，一般所采用的处理方式就是“预处理+膜浓缩”，达到了减少建设投资、节省能源的目标。如果污泥的浓度过低，会大大增加对于后续进行高浓度盐水固化污泥处理的人力、物质费用以及维护操作的成本；反之，则很可能导致浓盐水膜浓缩施工段自己的建设项目投资和营运管理成本上涨[2]。目前，常用的膜浓缩工艺主要包括高效逆渗、膜浓缩工艺、纳滤膜浓缩工艺、优化后的微生物预处理和独特分离等。进行了水泥过滤之后，软化剂可以彻底去除对水体硬度，能够防止对有机物和二氧化硅产生污染。该项技术的前处理系统较为复杂，消耗了许多碱。同时，该技术的预处理系统较为复杂，耗碱量较大。同时，该技术的预处理系统较为复杂，耗碱量相对较大。同时，工艺流程体系相对比较长，需要进一步强化开采出水与开发出水的关系。国内仅有长兴电厂在脱硫废水的处理中使用正渗透法和反渗透法相结合的薄膜浓缩技术。

3 煤化工废水处理技术的发展方向

煤化工企业产生的废水中难以降解的有机物总含量较高，成分相对比较复杂，现存的单一进行废水处理的技术已经比较成熟，但是出水难以满足废水回收利用的要求。多种废水处理技术的联合使用能够通过互补在煤化工企业的废水处理阶段获得比较好的处理效果，因此研究复合型废水处理技术已经成为煤化工企业进行废水处理的未来研究方向之一[3]。

高级的氧化废水处理方法通常具有氧化反应时间比较短、氧化反应过程处于可控状态、氧化反应的降解作用强等优势，但是现阶段氧化处理技术的处理成本比较高、能耗比较大，在一定程度上制约了高级氧化技术的大面积使用，因此开发研究如何使高级氧化技术提高可行性将会成为煤化工企业进行废水处理的研究热点之一。

4 现代煤化工高盐废水处置的对策建议

4.1 加强源头控制污染物产生和排放

煤气化废水的质量主要取决于煤的质量、原水的质量和气化设备的类型，不适当的煤炭类型和工艺会对废水质量产生重大影响。例如，新疆维吾尔自治区哈密地区富含石油的褐煤，不仅增加了污水处理难度，而且不适合煤化工，难以充分利用煤炭资源。煤化工废水处理首先应从源头进行控制，从不同地区、不同煤种的煤化工发展方式为煤化工产业发展方向提供依据，减轻原料带来的有毒有害污染物的数量和浓度。

4.2 逐步推行“大水管理”

煤化工需要把“水”作为生产控制、统一输送、统一输送的重要环节，逐步引入“大水管理”，进一步加强了工业经营管理。煤化工公司要切实做好整全厂的节水。在该项目的建设初期，除了能够达到国家政策所要求的平衡用水标准外，鼓励第三方均衡用水，开发合适的节水技术。从生产工艺体系和工程的实际需求角度，煤化工公司需要不断研究开发和引进节水环保的新型技术，尽可能综合利用自然资源，实现物尽其用的理念[4]。

4.3 鼓励高盐废水处理技术研发和推广

现阶段，高盐度废水深层处置综合利用的总体科学技术水平还比较落后。高盐废水的无害化处理工作的难度很大、费用多，降低了企业在进行高盐废水的无害化处理工作中的主动积极性。为了进一步实现企业发展与高盐产品废水处理相结合的协调融合和统一，建议充分利用那些具有先进适宜节水环保技术、工艺、设备等配套设施的企业及其他产品加工厂和生产品的生态园区，逐步对高盐产品废水进行回收或重新再利用，实现企业发展与高盐产品废水处理相结合的协调融合和统一发展。先进的盐水处理方法极大减少了企业及工业园区的高盐度废水处理。针对我国煤化工工程项目目前的经营状况与技术瓶颈，环境质量管理企业可与科研院所共同展开一系列的技术攻关。例如，深度开发COD、钙等复杂多组分的高浓度系统预处理技术，开发深度除去镁离子及其他重金属方面的新型处理技术。

4.4 开展煤化工分质结晶盐研究

目前，蒸发罐和蒸发结晶是高盐度废水的出口，需要国家进行规范研究。建议提出具体的蒸发塘污染防治/管理标准、蒸发塘用途、可维持水体水质、技术规范等。蒸发器防渗透性能“蒸发结晶”审查可行的盐资源，调查相应的产品标准和可能作为副产品使用的环境风险，并防止特定的污染。工业用盐对于盐的质量，理化性指标上，都只是规定了饮用水和不可以直接溶于工业饮用盐中的有害物质含量，并没有明确涉及到氨氮、重金属等在煤化工高盐类废水中所存在的各种有害物质参数，现有饮用盐类废水的质量参数标准已经不再适用于饮用盐类的工业饮用盐。以销售产品为主要目的的项目将严重影响下游盐处理产品行业的健康和正常运行，造成严重的二次污染。建议根据取得煤化工高盐技术要求，发现煤化工高盐废水的特点和污染物，研究相关标准中煤化工盐分逐步结晶[5]。

5 结论

煤化工废水处理技术进展及发展方向是推动煤化工企业全面发展的有效手段。主要围绕废水处理技术、注重煤化工废水处理技术进展及发展方向提出几点建议，以提升煤化工废水处理的综合水平，这对煤化工废水处理技术的改革和创新具有重要的意义。作为煤化工企业的工作人员，应重视自身废水处理能力的提升，进而为煤化工提供优质的废水处理服务。