煤化工废水处理探讨.docx

第PAGE\*Arabic\*MERGEFORMAT9页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT9页煤化工废水处理探讨[摘要]煤化工废水成分复杂、处理难度较高。文章主要论述了煤化工废水的特点、处理方法和气浮法的应用现状，并对处理方法做出了展望。[关键词]煤化工废水；混凝；气浮；絮凝我国富煤、贫油、少气的能源结构决定了煤化工行业在整个产业链中的支柱性地位，尤其是新型煤化工行业。煤化工废水是业界公认的几种难以处理的工业废水之一[1]。煤化工主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等，其中煤气化废水的主要特征为：污染物组成复杂、浓度高、难以生物降解。由于煤化工的生产工艺特殊，废水中的油以乳化油和可溶性油为主，粒径分布在4~200μm，普通的重力沉淀法很难去除。在现有处理工艺中，煤化工废水中的乳化油主要依靠絮凝法去除，可溶性油则主要依靠生化处理工艺去除[2]。煤化工行业废水排放量大，成分复杂，有机物种类多、浓度高且多数性质稳定，可生化性差，典型的含有酚类、氨氮类、多环芳烃、油类、氰化物等多种污染物。其处理工艺较一般工业废水复杂[3]。1煤化工废水预处理技术基于煤化工废水水质的复杂性，单靠传统的物理化学法难以满足出水标准，必须结合多种处理方式，进行多级深度处理[4]。煤化工废水的处理工艺流程一般可分为一级物化预处理、二级生化处理和深度处理三个阶段。一级处理主要包括气浮除油、萃取脱酚、汽提蒸氨等；二级处理主要为生化处理；深度处理主要有电絮凝、吸附法、高级催化氧化法等[5]。纵观国内外煤化工废水处理工艺，为使达到后续处理进水标准，根据不同废水工况，研究有针对性的预处理工艺显得尤为重要，通过简单的物化手段减低某种物质（ss、油、酚、氰等）的浓度，达到生物处理范围，如神华集团在其煤炭直接液化项目中用异丙基醚萃取脱酚，采取双塔汽提脱除废水中的硫化氢和大部分氨气，经生物处理后水质达标[6]。wu[7]等采用吸附法，用有机膨润土对焦化废水进行预处理，该有机膨润土对酚和多环芳烃具有很好的吸附效果，生化性得到显著提高。yuan等[8]选用环己烷和正辛醇作萃取剂，处理后的焦化废水可生化性由0.09升至0.29，cod去除率由68.81%升至88.63%。1.1脱酚。由于煤化工废水中酚类物质含量很大，为了减轻后续生化处理单元的负荷，同时有效的回收有可利用价值的酚，通常得采取相应的技术方案进行预处理。溶剂萃取脱酚是最常用的方法。萃取时，依据相似相溶原理，酚类物质能自发的从水相中转移到溶解度更大的溶剂相中，从而实现酚类物质的脱除。萃取剂的种类、浓度、萃取比以及体系的温度、ph等都会影响脱酚效率。高分配系数、易与水分离、易于反萃取、低毒性等都是选择萃取剂时应该考虑的因素[9]。目前国内外应用较广泛的萃取剂有醋酸丁酯、重苯、二异丙基醚等[10-11]。此外，还有蒸汽法，利用水蒸气将挥发酚直接蒸出，然后用碱液吸收，使之成为酚盐溶液，之后加入酸性物质进行中和并进一步后续处理，回收废水中有用的酚，该法操作成本低，处理效果稳定。1.2蒸氨。相比于酚类物质，煤气化废水中的氨氮类物质处理起来更难达标。酚类物质可以作为碳源经过同化作用被微生物大部分降解，而微生物对氮源（氨氮）的需求量则要小得多，况且煤气化废水中含有的高浓度氨氮还会对微生物产生毒害和抑制作用，因此，在进生化处理单元之前还必须对废水采取相应措施降低氨氮的浓度。目前运用较多的是水蒸气气体蒸氨法。在碱性条件下，将废水中的固定态氨转化为游离态氨，并通过水蒸气将其吹脱出来[12]。析出的可溶性气体通过装有磷酸溶液的吸收器，之后送入汽提器，最后通过分离、提纯等步骤回收有用的氨。1.3除油。煤化工废水中含有的油类过多，会漂浮在水面，形成一层油膜，隔绝了空气，致使水中微生物因缺氧而死亡，同时油及其分解产物中的一些有毒物质（如苯并芘、苯并蒽、多环芳烃等）对微生物也会产生极大的危害，严重影响生化效果。再者，如果处理不当，废水中残余的含油量还会使微生物在曝气阶段产生大量泡沫，破坏生存环境，导致活性污泥失效，严重影响系统正常运行。一般生物处理阶段要求废水中的含油量小于50mg/l，最好能控制在20mg/l以下[13]。焦油是煤化工废水中油类污染物的主要组成成分，依据其在水中的存在状态和油滴粒径，可以分为浮油、分散油、乳化油、溶解油四大类，针对不同种类的油有相应的预处理方法。针对浮油，利用油滴和水的密度差，在隔油池中静置沉降后将其从水中分离出来，该法适用性强，简单易操作，一般放在工艺的最前端。针对分散油和乳化油，实践中常用的工艺有粗粒化法、化学破乳法、气浮法等。粗粒化法即利用