煤化工废水处理工艺技术的研究及应用进展

摘要

随着化学工业的快速发展，因为煤化工废水的水质成分较为复杂，并且有着很多难降解物，对环境存在很大影响。所以煤化工废水的排放越来越受到重视。因为煤化工废水的高污染性和难降解性造成煤化工废水的处理成本居高不下。探索一种经济实用且效果明显的处理煤化工废水的方法，应该成为处理煤化工废水的首选。本文首先介绍了不同煤化工废水的水质特征和差异，然后从煤化工废水的预处理、生化处理和深度处理三个方面介绍了近年来煤化工废水的处理工艺和相关技术。并进行了相应的展望，列举了各种工艺过程中有毒和难降解污染物的处理原理，并在此基础上进行了研究和分析。分析总结得出：目前对煤化工废水的研究主要集中在对处理工艺进行优化从而提升煤化工废水的处理效果，缺少对煤化工废水整体系统的研究。因此，探索一种经济、实用、有效的煤化工废水处理方法，不仅可以解决目前煤化工废水难以达标的问题，还对保护水环境，促进水资源的可持续利用也具有非常重要的生态意义。

关键词：煤化工废水；预处理；生物处理；深度处理

　1前言

　　1.1煤化工废水的来源

煤化工主要以煤为原料。在煤炭原料的加工过程中，化学技术的有效利用虽然方便了生产的进行。但也会产生大量的废水。这些废水的产生方式主要有两种。首先是在焦炉中进行精煤处理，对煤进行洗选、破碎，等物理工艺时所产生的废水。煤泥，焦炭颗粒物是这类废水中的主要污染物。可以在加入聚丙烯酰胺后继续投入使用，其次是煤在干馏，焦化过程中产生的废水。煤化工废水是一种降解困难的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类和苯类化合物,如砒咯、萘、呋喃、咪唑类等。难降解的有机物主要有砒啶、烷基吡啶、异喹啉、喹啉、咔唑、联苯、三联苯等。由于生产过程中条件的不同，煤化工废水可以分为气化废水、液化废水、焦化化废水。煤化工废水由很多种毒性洗涤废水组成，这些毒性洗涤废水主要有三种产生途径主要分为煤净化过程和废水回收处理过程中产生的废水。以及煤在焦化过程中产生的废水。最后是煤气化过程中产生的废水。

　1.2煤化工废水的组成和危害

煤化工废水因为煤炭的类型、加工工艺、产地、化学生产过程的不同。其排放量和污染物的组分往往有很大的差异。这种差异会造成废水中除了拥有大量的有机物外还拥有大量的无机物。废水中的含氮物质会造成水体富营养化，减少水体中的含氧量。同时废水中的含碳化合物过多也会降低水体中的含氧量。这会造成水体腐败，散发恶臭。煤化工废水中的氨和氮也可以转化为水中的硝态氮。长时间饮用含有一定浓度硝酸盐氮的水可能引起人体的不良反应，最坏的结果是罹患白血病。酸雨的形成也与废水中的大量硫化物有关。废水中的酚是一种原毒类物质。它可以通过体表接触进而缓慢的入侵人体，造成人体的慢性中毒。废水中的有机化合物的组成和结构非常稳定，这给微生物利用造成了很大的困难。同时废水中大量的有毒物质也会降低微生物的活性。它们共同造成了煤化工废水的生化利用性低。因此，如果煤化工废水未经处理或处理不达标就直接排入大自然，会造成很严重的污染。随着国家对环境保护的要求越来越高，煤化工废水的排放量和处理质量将越来越成为煤化工行业继续健康发展的重中之重。

1.3煤化工发展的现状

煤化工废水中含有大量的酚、氨、氮成分，具有较差的生物降解性，成分也同样比较复杂。毒性大、色度高，是一种处理难度很大的煤化工废水。煤气化废水来自于煤气温度的冷却过程，这需要一定的温度和压力条件。当这两个条件满足要求时，即可完成煤与水蒸气发生化学反应生成水煤气的过程。不同的煤气化废水制备工艺会导致污染物的种类和含量不同，同时污染成分也具有较高的复杂性。它属于典型的高浓度，难降解的有机废水。煤焦化废水产生的原因是是煤在高温加热环境中与空气隔绝从而产生的煤气、粗苯、焦油和焦炭过程中的副产物。该类废水的处理工艺主要受相关的煤质和炼焦工艺的影响，处理难度大。

　1.3.1国内煤化工发展现状

煤化工是一个高能耗、高污染、高耗水的行业。生产过程会产生大量的难以处理的有害物质，难以降解。未经妥善处理排放，这些有害物质将对水域周围的庄稼和人畜造成严重危害。我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特征决定了煤化工在我国工业中的重要地位。“十一五”和“十二五”期间我国建设完成了大量现代煤化工示范项目。“十一五”期间，以神华集团108万吨/年煤直接液化为代表的第一批现代煤化工项目投产，标志着我国现代煤化工行业进入起步阶段。随着行业的快速发展，化工行业的投资进入了一个繁荣期，技术不断完善，产品逐渐成熟，行业迅速进入了大发展的黄金时代。和严重的生态环境污染.并且煤化工生产过程工序多而杂，耗水量巨大。当前我国人均水资源稀缺。远低于世界平均水平。发展煤化工产业耗水量巨大。因此对煤化工废水处理方法研究，是非常有必要的。煤化工废水处理技术的提高可以加强煤化工废水的处理效率和处理成果。还可以更好地保护水资源与生态环境。促进人与自然和谐共处，并加强可持续发展。

　1.3.2国外煤化工发展现状

目前，世界上正在运行的煤化工工业主要分布在南非、X和中国。截至2010年，全球煤制油产量(800万吨/年)和煤制天然气产量(14亿立方米/年)仍分别占全球柴油和天然气总消费量的0.6%和0.05%左右。X大平原煤气化厂（GPSP）是世界第一家大型煤制天然气工厂，总投资约为20亿美元，一期工程于1984年投产，占地面积约259公顷l8.9l。该厂日耗煤（褐煤）1400吨，利用鲁奇公司Ⅳ型碎煤加压气化炉，生产煤制天然气一些欧洲国家和日本在贸易渠道上有可靠的石油运输。虽然没有大型煤化工项目，但是煤化工技术有大量的技术储备。特别是德国和X开发了大量的煤化工技术，国内自主开发的许多煤化工技术都是在国外成熟技术基础上的改进和创新。

　1.3.3我国煤化工布局现状

我国14个煤化工基地的分布如图1-1所示。主要分布在西北和华北地区。这导致了我国煤化工行业东边多西边少，南边少北边富的现状。全国90%以上的煤炭资源集中在中国的北方，但是却只有21%的水资源位于北方。这种分布是极不均匀的。

图1-1我国煤炭基地分布图

1ab6c3e6cec72d40f3edd8bad0939cd2 　　2煤化工废水的水质类型

煤化工废水因为煤炭的类型、加工工艺、产地、化学生产过程的不同。其排放量和污染物的组分往往有很大的差异。同时也使煤化工废水分为煤液化废水，煤气化废水和煤焦化废水。从废水来源来看，煤气化废水是污染物浓度最高。酚、油、氨氮浓度也很高，大量的有毒物质如氰化物对生物处理工艺中起降解作用的微生物有毒性和抑制作用大。造成气化废水可生化性低。同时由于存在大量的人造物质，造成降解污染物的难度大。化学需氧量波动范围大。是煤化工废水中最难处理的种类。从不同的生产工艺来看，鲁奇炉产生的废水的特点是化学需氧量、苯酚和石油浓度高。这个过程对环境的污染非常严重。因此，它的废水处理过程是最复杂和困难的。同时，含盐废水是煤化工废水处理的另一个难题。由于煤化工废水水质复杂，处理难度大，煤化工废水的处理已成为制约新型煤化工行业良好健康发展的重要问题。

　　2.1煤气化废水水质特征

图2-1煤气化废水处理工艺流程

f63ce94b79c08cb398db65487d48eea4 　　煤气化废水来自于煤气温度的冷却过程，这需要一定的温度和压力条件。当这两个条件满足要求时，即可完成煤与水蒸气发生化学反应生成水煤气的过程。目前常规处理流程如图2-2所示，高浓度苯酚氨废水通过脱油除尘工艺进入苯酚氨回收过程，回收后的苯酚氨进行循环利用。然后进入生物处理阶段，再进入深度处理环节，再通过膜法预浓缩生成循环水;最后通过蒸发结晶实现高浓度卤水的固化回收。在此过程中，用化学炉制煤气或代替天然气过程中产生的废物水主要来自洗涤段、冷凝段和分馏段。这一过程中产生的有毒物质对生物处理工艺中起降解作用的微生物有毒性和抑制作用。同时由于存在大量的人造物质，降解污染物的难度很大。所以是一种处理难度很大的煤化工废水。同时，在气体净化过程中也会产生一些废水。煤气化废水的制备工艺不同，其污染物种类和含量也不同。并且污染物组成复杂。它属于典型的高浓度、难降解的有机废水。

2.2焦化废水水质特征

图2-2焦化厂典型工艺流程及产生的过程

b51049004c1578dd86f1fb56612cf1d1 　　煤在高温加热环境中与空气分离产生的煤气、粗苯、焦油和焦炭的过程是煤焦化废水的形成过程。如图2-1所示焦化废水中大部分污染物的来源是焦炉中进行的煤气初冷过程后产生的氨水，占污染物总量的一半以上。同时，在另一部分的废水在经过脱氨脱苯后形成了大量的净煤气。这些净煤气也是煤化工工业的重要产物。与此同时废水中存在大量的浓度很高的洗油、挥发性氰化物和挥发性酚。高浓度的焦油是粗苯和粗焦油精制过程中产生的主要污染物。重油和乳化油是焦油的重要组成部分。污染物还包括酚类、多环芳香族化合物(如萘、蒽)和含氮杂环化合物(如吡啶)。这些化合物的可生化性非常低，造成微生物降解难度大。而且往往具有致癌和诱导基因突变的作用，所以危害性更大。以上因素导致焦化废水的处理成为了煤化工废水处理技术中的重点难题。

　2.3煤液化废水水质特征

煤液化废水有直接和间接两种产生方式。直接液化是通过将煤粉、溶剂和催化剂制备成油煤浆和氢气，加入反应器进行反应，然后进入分离装置与轻烃和未反应的氢进行气相的大多数循环。排出一小部分后，以重油作为循环溶剂返回配煤浆。轻质油和中质油升级生产汽油、柴油和液化石油气。用于气化或发电的液化残渣。煤与氧气和水蒸气在较高温度下发生反应，完全气化，将煤转化为合成气(一氧化碳和氢气的混合物)，然后在催化剂的作用下合成液体燃料的过程是煤的间接液化过程。因为煤液化废水有高浓度低浓度两种。低浓度废水是生产过程中产生的低浓度油性废水和生活污水组成。高浓度废水主要是煤液化、加氢裂化、加氢精制和硫回收过程中排放的含硫、含酚废水。可生化性较低。成分也同样比较复杂。毒性大、色度高，是一种处理难度很大的煤化工废水。

　　3煤气化废水处理工艺流程

　　3.1物理处理法

物理法也就是通过物理作用分离废水中的悬浮物或是浊物，达到清除煤化工废水中油类与乳化物等物质的效果。比较常见的包括澄清、过滤、隔油与气浮等办法。气浮法多应用在处理相对密度小于1或是近似于1的悬浮物以及脂肪等较难实现自然沉降或是上浮的物质。物理处理办法多应用在废水前期预处理，维持后期处理设施的健康运行，此项处理技术应用过程较为简单，目前也比较成熟。

3.2混凝法

絮凝法在废水中加入一定量的混凝剂。使废水中的胶体和微细悬浮物混凝成絮凝体，或颗粒并沉淀以降低废水的浊度颜色的过程是混凝，其目的是减少废水中有机物的含量。方便后续的生物处理。关于“混凝”和“絮凝”的概念尚无统一定论，本文对此不加以区分。化学絮凝是一种古老的方法，有着悠久的历史。近50年来，絮凝技术作为工业水处理的核心，在餐饮、医药、煤化工、钢铁加工和石油等领域发展相当迅速。利用投加的药剂产生的絮凝作用，经过吸附架桥、网捕卷扫、电中和的作用使胶体脱稳沉淀，从而降低废水中的COD和色度。絮凝法具有应用广泛、处理成本低的优点，因此在国内外得到了一致认可和广泛应用。根据絮凝剂的种类，可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂。经过以上工艺以后絮凝产生的絮团通常可以通过自然沉淀法、生物膜法、过滤法或气浮法从水中除去。

3.3吸附法

吸附法是指应用多孔性吸附剂吸附废水中的溶质，从而有效降低COD与色度，去除常规有机杂质与重金属等。吸附剂与吸附质之间作用力包括分子间作用力与静电引力等，比较常用的物质包括粉煤灰、活性炭等。

　3.4生物处理办法

煤化工废水在经过预处理后，处理难度进一步降低，同时也具备了良好的可生化性。活性污泥法是传统的生物处理方法。因为活性污泥法有难降解物质的去除率低的缺点。同时由于环境要求的不断提高，使它难以大规模应用。这时采用好氧生物工艺或者缺氧生物工艺进行处理是恰到好处的。厌氧/兼性氧+好氧工艺通过开环使难降解有机物的更容易降解从而达到降解难降解有机物的目的。同时，还可以通过强化硝化反硝化作用来处理废水中的氨氮。但是好氧生物处理后废水的氨氮和化学需氧量指标不稳定，通常波动较大。所以因为以上两种方法都具有各自的局限性所以近年来逐渐出现了一些新技术。比如流化床生物膜反应器、移动床生物膜反应器(MBBR)等。

　3.5好氧生物处理法

该办法是将生物絮凝体与废水中的有机物进行充分接触，吸附与降解废水中的有机物。它对COD具有较好的清除作用，但是水体中的COD等物质较难符合排放标准。

　3.6厌氧生物处理办法

煤化工废水中存在较多难以降解的有机物，在厌氧的条件下，其能够被厌氧微生物分解成为易于降解的有机物。有学者应用外循环厌氧工艺对煤气废水进行处理，进水COD与总酚分别为1100mg/L与210mg/L，在此条件下所获取的去除率为18.5%与20.2%。2.4.3厌氧-好氧联合处理办法煤化工废水成分较为复杂，污染物的生物可降解性较差。如果只应用好氧与厌氧工艺处理难以降解的有机物，较难保障其符合相关标准；如果将厌氧与好氧进行联合应用，就能够达到良好的处理效果。

　3.7厌氧-好氧联合处理办法

煤化工废水成分较为复杂，污染物的生物可降解性较差。如果只应用好氧与厌氧工艺处理难以降解的有机物，较难保障其符合相关标准；如果将厌氧与好氧进行联合应用，就能够达到良好的处理效果。

　4煤焦化废水处理工艺流程

　　4.1煤焦化废水预处理工艺

对于焦化废水，预处理有两种目的，一种是去除焦化废水中的油和悬浮物，以免其影响后续生化处理工艺的正常运行，还有一种目的是在前端通过预处理提升废水可生化性或降低污染物浓度，从而提高后续生化处理工艺的处理效率。提升废水可生化性或降低污染物浓度可利用混凝沉淀、气浮、芬顿（Fenton）氧化等实现。

4.1.1酚氨回收处理

由于酚类物质是组成煤化工废水的重要部分，了方便酚的回收利用，并减轻生化处理的负担。通常需要进行预处理工艺来处理废水中的酚。高浓度含酚废水进入氨水池溶剂萃取法作为主流的脱酚方法在工业上应用广泛。萃取剂的成分很复杂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。如图3-1所示含酚水经含酚水汽提去除氨氮和硫化物，然后通过排污泵加压，进入萃取塔，与萃取塔底部进入的萃取剂逆流接触。萃取后从塔顶出来去酚塔进行萃取剂和酚的精馏分离，废水中的酚转移至溶剂油中。溶剂油由萃取塔顶溢流进入碱洗塔与碱接触生成酚盐与碱接触产生苯酚，然后进入中间油箱，便于回收。优点：萃取法工作流程简单，生产结果稳定。酚回收效果好，此外，废水中苯酚的含量对萃取效果影响不大。但脱酚率受废水碱度的影响，相当一部分的萃取剂会溶解在水中，需要继续处理。降低残留萃取剂的影响。从废水中回收氨时，主要的工业方法是蒸汽萃取对挥发性物质的去除效果很好，但其缺点是设备在高压高温条件下会受到严重的腐蚀。还会消耗大量的能源造成不必要的浪费。

图3-1溶剂萃取脱酚工艺流程图

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絮凝法在废水中加入一定量的混凝剂。使废水中的胶体和微细悬浮物混凝成絮凝体，或颗粒并沉淀以降低废水的浊度颜色的过程是混凝，其目的是减少废水中有机物的含量。方便后续的生物处理。絮凝法具有应用广泛、处理成本低的优点，因此在国内外得到了一致认可和广泛应用。某焦化厂通过在隔油池增设混凝加药系统，很好的解决了废水预处理后SS值、COD值偏高的问题，提高了废水的处理效率，稳定了出水水质，并且污泥排放量可减少20%。

4.1.3气浮法

气浮法是处理煤焦化废水预处理最普遍的方法，由于水中悬浮颗粒、油滴等杂质和微气泡都有一定的疏水性和剩余自由界面能，且同时都有很大的比表面积，因此它们都倾向于通过相互碰撞粘附而降低各自的表面能[5]。在待处理污水中制造大量分散的小气泡，这些小气泡可以吸附杂质，吸附杂质后的小气泡的密度小于水。这些小气泡会带着杂质浮上水面形成浮渣，这些浮渣能够被刮渣装置去除，达到降低污染物的目的。但气浮法能源消耗相对较大。并且释放装置比较容易堵塞，通过在气浮、装置前增加一个过滤器，可以解决这个问题，并方便后续的生化处理工艺进行。如图3-2所示气浮法除油的简要工艺流程为含油废水首先经过机械格栅，再经提升泵房提升到调节除油罐。除油罐的出水流进隔油池。经隔油处理后的废水再流入气浮除油阶段。废水通过以上物化处理后，基本完成除油任务。

图3-2气浮法除油工艺流程

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生物处理法当前,焦化废水深度处理中,作为生物处理法的膜生物反应器(MBR)和曝气生物滤池(BAF)运用最为常见。在两种生物处理法中,当前运用得最多的当属曝气生物滤池(BAF),其功能多样,主要有生物吸附、过滤和生物氧化,同时砂滤池、曝气池、二沉池还能将有机污染物以及磷、氮等有效消除。同时,曝气生物滤池具有负荷大、冲击性强、能耗低、出水水质优等显著优势。后者采取高效能废水处理工艺,在处理过程中巧妙地运用膜分离技术,取得了显著的成效,可广泛运用于中水回用、污水处理中。膜生物反应器优势表现为设备小巧、占地面积不大、具有自动化控制系统,可降低成本投入。

　4.3煤焦化废水深度处理工艺

由于难降解有机物的存在，焦化废水经预处理和生化处理后，COD和色度等指标一般仍难以达到排放标准，因此需要进行进一步的深度处理。深度处理技术主要有混凝沉淀、吸附、臭氧氧化、Fenton氧化、膜过滤等。

　4.3.1高级氧化法

煤化工废水中有许多复杂成分，如酚类、氮等有机元素，这些有机化合物的组成往往是复杂和多样的，这大大增加了煤化工废水的处理难度，极大降低了后续处理的效率。作为一种有效的方案，高级的氧化技术可以解决这一问题。经过氧化处理的废水，会形成大量的自由基，这些自由基作为氧化性仅次于氢氟酸的强氧化剂，可以氧化几乎所有难降解有机物，使有机物的完全矿化和完全降解。高级氧化法大致可分为臭氧催化氧化法、光催化氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、电化学氧化法和芬顿氧化法。这里不展开进行叙述。随着废水处理技术的不断发展和完善，煤化工废水的处理效率会越来越高。然而，煤化工废水复杂的组成成分，和复杂的形成原因，导致单一的处理方法。无法有效的分解大部分废水中的污染物。因此，在实际的生产过程中，这时就就可以考虑使两种或两种以上的工艺对废水进行联合处理。联合处理比传统的单一工艺的处理方法更有效率。所以，开发高效复合处理新工艺将会是煤化工废水工艺进行改进的一个良好的方向。

　4.3.2膜分离技术

目前，人们在处理工厂废水和生活污水时，开始采用膜分离技术。常用的膜分离技术有超滤、电渗析、膜电解和反渗透。超滤工艺可以去除煤化工废水中的有机物并降低废水的浊度，经过超率工艺处理后，渗透膜的使用寿命可以大大延长，运行成本也大幅降低。反渗透膜可以降低煤化工废水的化学需氧量，在提高废水处理效率的同时还可以脱色脱盐，出水干净清洁可做循环水使用。渗透膜技术的工作原理是通过一种特殊的半透膜的物理特性将通过半透膜的水分离并去除水中的离子和分子。以渗透膜两侧的压强差作为动力源。处理过程中经过半透膜的废水中的物质，小于半透膜孔直径的溶剂或溶质可以在在压力的作用下流过半透膜，成为纯化液。直径大于半透膜孔的溶质则不能通过半透膜，污染物在半透膜入口一侧富集。另外，隔膜电解也是一项非常重要的技术，它以电解和电渗析为主要工艺，适合电回收。近年来，膜分离技术受到了更多的关注，在未来将有很好的发展前景。

　5煤液化废水处理工艺流程

　　5.1煤液化废水预处理工艺

主要采用物理方式去除部分灰渣、油类等；对于生产废水中含有量大、性质特殊、特别是有回收利用价值的污染物时，要先回收其中的污染物，然后再送污水处理场处理。

　5.2煤液化废水生物处理工艺

主要采用厌氧、好氧相结合的生化处理方式进一步处理，但针对不同的污水、不同的污染物含量采用不同的处理工艺。普通的含油污水采用常规的隔油－气浮－A/O生化－生物过滤；煤液化高浓度污水，其中较高浓度的有毒、有害物质残留会严重影响生化处理系统的稳定运行，尤其煤液化废水对NH3-N的生物硝化处理有一定的毒性，A/O处理工艺极易受到影响，因此需要借助污水预处理工艺来解决这个问题。

　5.3含盐水的回用处理

低盐水与高盐水是煤化工含盐废水的两种类型。这两种类型分别有对应的低盐水处理和高盐水处理。其中，有机物含量低的循环废水和脱盐水站废水组成了煤化工低盐废水，低盐废水是含盐量低于1%(10000毫克/升)的废水。处理低盐水工艺是一种“超滤+反渗透”工艺，这种工艺去除低盐废水中的盐分的效果很好，处理后的水可作为补充水重新加入原水中。高盐水一般指TDS在1％～2％(10000mg／L～20000mg／L)以上的废水。当前，自然蒸发与蒸发结晶技术是高盐水的主要处理方法。目前，蒸发池处理高盐废水的效率并不高。并且结晶盐析技术因为标准的缺乏处理效率也并不高。这也是造成废水排放后形成二次污染的重要原因。如图3-9所示为回用水处理工艺流程为。废水在进入匀质池后投加混凝絮凝剂，进行絮凝处理后经过高效澄清器，多介质过滤器以及盘式过滤器等步骤的处理后。进入超滤系统经过一系列反应后，通过高压泵进入反渗透装置进行处理，最后排出到清净下水系统。

　5.3.1超滤工艺

超滤技术是一种可以有效的应用于煤化工生产废水回用的技术。这种技术是膜分离技术中的一种，这种技术利用一种多孔不对称膜对废水进行分离。这种膜通常只有0.005~0.01um的的孔径。在新疆省奎屯市，煤化工生产过程中已经开始运用超滤技术来进行废水的回用处理。超滤技术以超滤膜两侧的压强差作为动力源。处理过程中经过超滤膜的废水中的物质，小于超滤膜孔直径的溶剂或溶质可以在在压力的作用下流过超滤膜。直径大于超滤膜孔的溶质则不能通过超滤膜，在超滤膜入口一侧富集。通过这种方法来提升生产废水的回用质量。这种应用于超滤技术的超滤膜必须具有良好的耐压性和耐洗性才能稳定的应用于煤化工废水的回用过程中。在超滤过程中，还需要横流和切向流来促进过滤材料沿超滤膜表面流动，才能减少超滤膜表面的污染物吸附量，使超滤技术能够合理高效的运行。

5.3.2反渗透工艺

煤化工生产过程中产生的废水中含有大量的可溶性盐、胶体、有机物和微生物，反渗透技术的作用就是去除煤化工生产废水中的可溶性盐、胶体、有机物和微生物等物质。反渗透工艺的进行需要一种特制的低压复合膜，这种复合膜的膜结构一般是多层叠合的结构。所有膜元件的直径一般在20.32cm左右。只有这样才能的有效分离废水中的有机物和微生物。处理废水的过程中，水压迫使废水进入膜元件，经过膜元件处理后的废水流进后续的螺旋形流道中。经过螺旋形流道后，废水最后流进回用水箱。同时浓盐水将会流入废水池等待处理。反渗透技术很好的分离了有机物和微生物。是废水回用工艺重要的组成部分。能够使废水回用工艺的效率更高，效果更好。

　6煤化工废水处理工艺面对的问题

　　6.1废水处理设备成本高

国家出台了新的政策，提高了煤化工废水处理和排放标准和要求。但是，目前国内化工企业的设备普遍比较落后，处理效果无法达到国家对于煤化工废水处理和排放标准和要求。少数处理能力达到要求的设备，因为需要加强处理能力所以制造和运行成本比较高，所以销售价格也比普通设备高。但是煤化工厂为了达到国家的煤化工废水处理和排放标准和要求，先进的废水处理设备是值得耗费大量的金钱进行购买的。并且废水的吸附剂，也是一种消耗量很大的废水处理材料，只要煤化工废水不停止产出，那么为了处理废水吸附剂也不能停止使用。这给煤化工企业增加了巨大的生产成本。但这些都是为了达到排放标准所必须付出的代价。

　6.2废水预处理存在的问题

对于以往的废水处理工艺，因为对废水的预处理的认识不充足导致预处理的技术水平有限。废水中氨和苯酚的去除需要分为,脱氨脱酸等三个步骤来进行。因为废水的酸碱度较高所以降低了酚处理效果。同时生化处理过程中的废水的氨含量也很高。废水中酚和氨的含量多少是衡量废水处理效果的重要标准。如果酚氨含量过高就说明废水的处理不合格，效果很差。同样的是，在含油废水的处理过程中，传统的气浮装置会产生大量气泡，给水油分离制造困难。

　6.3处理工艺落后，效果不佳

现有的废水处理方法大部分是传统处理方法。大部分传统方法的稳定性并不理想。废水经过理后依然很难达标。如果处理的项目产生的废水相对比较清洁。那么传统的废水处理工艺也能达到环保标准。但是这种产生废水相对清洁的项目的数量是很少的。大多数处理项目产生的废水污染物浓度高，水质也很差.零排放”的环保标准只有少数的煤化工企业能够达到。从大部分煤化工企业的排放现状来看，氨氮和COD值超标才是主要现象只有少数的化工企业才能够实现废水的排放的过程中污染物指标稳定，达到国家排放标准。与此同时废水的排放过程中如果污染物排放超标。会增加废水的回水利用的难度。增加废水处理难度的原因主要有过程设计不合理,废水处理工艺步骤重复。同时用酸来调节废水的pH值，容易产生硫化氢等有毒气体，所以多数化工企业的废水处理工艺都无法达到国家“零排放”的环保标准，但如果将水质不合格的废水直接排放，将对环境造成非常恶劣的影响。

　7煤化工废水处理工艺对策

我国的能源结构，导致我国的基础能源仍然是煤炭，煤化工行业的良性有序发展可以提高煤炭产品的附加值。煤炭是中国工业化进程中的重要能量源。和主要能源，同时使用量也居于世界前列。煤炭的大量使用和消耗带来的环境问题不可小视。应该探索新的生产成本低的煤化工工艺。同时研究与之相配的煤化工废水处理工艺。从而减少煤炭的使用，并降低污染的排放。

7.1降低处理成本

煤化工废水的处理过程中，需要消耗大量的能源，占用大量的土地。对水资源的消耗也是一个很重要的问题。因为我国是一个严重缺水的国家。此时研究能够提高混凝沉淀技术的效率的新混凝沉淀技术。为了降低吸附剂的成本，需要研发成本更为低廉的新型吸附剂，降低煤化工企业使用吸附剂的成本。研发运行经济，成本低。能源消耗少的高级氧化工艺。与此同时，要考虑到新的高级氧化法是否能得到合理利用。应该努力开发新的能够应用在膜处理技术中的新种类的膜元件组成材料。从而降低膜处理的应用成本。减少企业在处理煤化工废水时消耗的成本从而增加煤化工企业的生产效率，从而解决废水处理设备成本高的问题。

　　7.2加强预处理工艺

由于煤化工废水的复杂性，所以做好预处理工作非常重要。预处理可以为之后的生物处理创造合适的条件。所以需要对预处理工艺进行一定的改进。对预处理工艺流程中的除油、除酚和蒸氨等工艺流程进行相应的改进。提高预处理技术，进而加强预处理工艺的效果。为后续的生物处理和深度处理创造良好的条件。进而增加煤化工废水处理过程整体的处理效果，为煤化工行业的良好健康发展添砖加瓦。

　7.3开发高效复合处理新工艺

因为煤化工废水中有太多难以降解的有机物和有毒有害物质，这些有机物和有毒物质利用传统的煤化工废水处理工艺处理很困难。单一的工艺很难在处理后使废水达到可以直接排放的标准。这时就就可以考虑使两种或两种以上的工艺对废水进行联合处理。联合处理比传统的单一工艺的处理方法更有效率。所以，开发高效复合处理新工艺将会是煤化工废水工艺进行改进的一个良好的方向。

结论

煤化工废水处理工艺的工作流程主要顺序是预处理，生物处理，深度处理。这三种处理工艺中预处理是最重要的。不同的煤化工工艺会产生的煤化工废的种类和含量不同，同时污染成分也具有较高的复杂性。这使煤化工废水成为典型的高浓度、难降解的有机废水。虽然经过预处理，生物处理以及深度处理等各种工艺的处理。已经有效的降低了煤化工废水中的各种污染物的含量，但仍存在许多问题急需解决，如:生物处理后会产生大量的污泥，这些污泥会产生大量的处理成本。这就需要我们研究降低污泥排放量并提升污泥处理能力的方法。同时还要研究如何提升煤化工废水的可生化性以及提高活性污泥的抗毒性和抗冲击能力，从而提高化学需氧量和氨氮的降解效率。目前我国的煤化工废水处理技术研究虽然取得了一定的进展，但研究主要集中在对处理工艺进行优化从而提升煤化工废水的处理效果。所以我们需要对煤化工废水进行整体系统的研究。未来，先进经济的煤化工废水处理系统将成为处理煤化工废水的首选。

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