煤化工廢水COD分析方法的研究

  煤化工廢水主要來源是焦化廢水，液化廢水，煤化工廢水以高濃度煤氣洗漆廢水為主，煤化工廢水內含污染物質達300 多種，煤化工綜合廢水COD 可達5000nig/L，處理煤化工廢水的傳統方法有物理法與生物法，深度處理法包括膜法與物化法。本文介紹了煤化工廢水的性質來源，給出運用到中試階段的膜法處理技術。

  煤炭資源是我國的重要基礎資源，煤化工泛指煤的氣化，焦化加工等。包括以煤為基礎原料制成的碳素材料等，目前我國煤化工企業呈現富煤，缺油的現象，煤氣化是龍頭企業，耗水量巨大，產生的廢水量高，污染物濃度高。在一定程度上限制了煤化企業的發展。加強對煤化工廢水處理技術對促進企業可持續發展的研究具有重要的現實意義。

  一.煤化工廢水的來源與處理作用

  1.煤化工廢水來源

  焦化廢水指高溫狀態下干餾煉焦，形成成分復雜的剩余氨水冷凝液，煤氣凈化中，及焦油交工等過程中產生的成分復雜的廢水。

  氣化廢水指爐中煤燃料以空氣為氣化介質，可燃物發生化學反映轉化為氣體燃料，產生煤氣洗滌廢水等氣化廢水。常見的有加液態排渣，氣流床氣化排渣等。液化廢水直接液化以煤燃料在爐中高溫高壓狀態下，使燃料有機高分子結構轉化為低分子液體燃料，間接液化煤氣氣化后產生合成氣，與催化劑作用產生燃料油。

  煤化工廢水特點是組分復雜，含有大量固體懸浮顆粒，氧，硫化物等有毒有害物質，COD值與色度高。廢水中污染物含量不同。煤化工廢水的COD值在2000-5000mg/L,氨氮在200-600mg/L.氰化物在10-30mg/L，氰化物等污染物濃度高，存在多種難降解的有機物，加大了處理難度。

  2.廢水處理作用

  煤化工廢水污染物危害性較大，如直接排放到自然界會造成嚴重的環境污染，煤化工廢水中含有大量的有機物，對土壤結構及性質造成破壞。廢水中有機物與土壤中其他物質發生反應，易生成致癌性質的有機物，如通過植物進入人體會嚴重影響人類健康。煤化工廢水直接排入河流中會污染周圍水資源，造成水中生物滅亡。破壞河流的生態系統。

  煤氣化廢水回收產生的污染物成分復雜，通常可選擇對酚進行回收處理，減少酚含量，應用生化技術處理，降低廢水處理難度，提高水質與資源利用率。酚回收處理主要通過酚回收裝置進行溶劑萃取脫酚工藝處理，酚溶解水密度小于溶劑，實現酚轉移。現常用溶劑為二異炳基醚，不需堿反萃取。

  水蒸氣氣提提取可溶性氣體，達到分離氨與氣體氣體的目的。實現磷氨再生，將氨進行整流，冷凝，經過對氨回收處理廢水濃度有效降低。

  二、生物處理煤化工廢水

  在上世紀七八十年代，美國學者對傳統活性污泥工藝進行了大量研究，實驗結果表明活性污泥工藝是去除有機污染物的有效途徑。結果指出活性污泥工藝的硝化作用有限。廢水中氰酸鹽與氨的去除要延長HRT20天以上。

  工程菌技術通過人工投加等手段選擇適應待處理廢水水質的優勢菌種，工程菌技術尚處于實驗室研究中，目前尚無成功應用于煤制氣廢水處理中的實例。

  SBR法能讓生物反應器內具有不斷交替的好氧代謝環境，擁有處理有毒或高濃度有機廢水的能力。在煤制氣廢水處理技術中受到了研究者的關注，在實際工程中得到了應用。好氧生物膜法附著生長方式有利于優勢菌群自然篩選，能使工藝出水達到更低的污染物濃度。

  煤制氣廢水中硫氰化物等對硝化與反硝化細菌具有抑制毒性的作用，蒸餾氨工藝易造成煤制氣廢水生物脫氮過程困難。缺氧與好氧組合生物處理技術逐漸受到重視。A-O法對有機物與氨氮有較好的去除效果。是常用的生物脫氮技術。

  三、深度處理煤化工廢水

  煤制氣廢水中降解有機物多呈膠體狀態，廢水中投加混凝藥劑可改變難降解有機物穩定狀態，污染物凝聚成大絮體后得到分離，常用的混凝藥劑有聚丙烯酰胺，硫酸亞鐵等。單一臭氧氧化反應生成物是醛與羧酸，將臭氧氧化技術單獨用于煤化工廢水處理的研究較少。

  催化濕式氧化技術在在傳統濕式氧化工藝中加入適當的催化劑改進新型水處理技術，催化濕式氧化技術凈化效率高，但技術難點是制備出活性高，穩定性強的催化劑。超聲波氧化技術溶液瞬間高壓高溫條件下產生的氧化劑氧化難降解有機物。

  電化學氧化法通過電極反應氧化去除污水中污染物，對煤化廢水中的COD有很好的去除效果，但對鹽的去除效果不明顯。廢水中污染物成分復雜，對電極的催化活性造成影響。

  光催化氧化法在反應溶液中加入一定量的半導體催化劑，通過OH的強氧化作用處理有機污染物，能有效的將難降解有機物轉化為H2O,CO2等小分子無機物。因此被認為有發展前景的高級氧化技術。

  超臨界氧化技術是新興的有機廢水處理技術，在高溫高壓與高濃度氧條件下進行反應器的腐蝕問題較為嚴重，是其工業化的主要障礙。

  四、煤化工廢水處理技術展望

  煤化工廢水可通過有機廢水處理，高濃鹽水固化處理實現廢水高效率處理。目前煤化工業有機廢水處理工藝預處理包括隔油，沉淀等，主要去除乳化油及膠態COD，因萃取工藝不同，國內酚氨回收裝置脫除率效率地域國外先進裝置，增加了后續生化處理的難度，采用魯奇氣化煤化工項目首先要提高酚氨脫除效率，可根據水質情選擇SBR，MBR等工藝。

  隨著膜分離技術的進步，膜的使用價格逐漸降低。煤化工行業含鹽廢水處理工藝路線多采用兩段式處理工藝。有預處理等過程使用的少量化學品，濃鹽水處理是煤化工廢水零排放的關鍵技術。國內很多企業將濃鹽水作為煤堆場的除塵灑水，目前渣場大多要求封閉，濃鹽水中氯離子濃度高，易腐蝕氣化設備，進入灰渣易造成二次污染。濃鹽水作為煤堆的除塵灑水不被行業接受。

  高濃度固化處理是廢水零排放方案應用的瓶頸，目前國內對高濃度鹽水處理通常采用自然蒸發固化的方式。

  結語：

  我國能源結構決定煤化工在我國發展的必然趨勢，煤氣化廢水因煤化工藝導致廢水中污染物含量較大，確定完善的處理工藝應做好中試工作。有機廢水做好處理非常重要，除油，脫酚是預處理的重點，含鹽廢水熱濃縮處理成本較大，應加大對生物除鹽技術的研究。加大多種處理工藝的優化組合處理煤化工有機廢水的研究。