小談煤化工廢水的治理
1.煤化工簡介
煤化工科學發展的途徑就是以科學發展觀為指導以改革開放為動力以可持續發展為基石以提高科技創新能力為手段以市場為導向統籌考慮我國煤炭、石油、天然氣、煤層氣、焦爐氣等化石資源以及可再生資源的科學合理、高效利用方向使我國形成石油化工與煤化上相結合、具有各自優勢的產品領域相輔相成在整體上形成符合我國國情科學合理的原料結構、產品結構、技術結構和企業結構增強國際競爭力加速推進化學工業現代化。煤化工足資源消耗型行業傳統煤化工是我國化學工業的重要組成部分。
1.1煤化工廢水的基本特點
煤化工企業排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物質。廢水中的易降解有機物主要是酚類化合物和苯類化合物砒咯、萘、呋喃、瞇唑類屬于可降解類有機物難降解的有機物主要有砒啶、咔唑、聯苯、三聯苯等。
2.污水再生回用技術
污水再生處理技術按照作用機理不同可分為物理化學處理方法、生物處理方法和膜處理法三大類。
2.1物化處理方法
物化處理方法以混凝沉淀技術和活性炭吸附技術為主。根據水質的不同可采用不同的處理方法有時可兩者結合使用。物化處理方法投資成本較低但運行成本較高受外界條件影響較小出水水質比較穩定。對于預處理后的煤化工廢水，國內外一般采用缺氧、好氧生物法處理(A/O工藝)，但由于煤化工廢水中的多環和雜環類化合物，好氧生物法處理后出水中的COD指標難以穩定達標。為了解決上述問題，近年來出現了一些新的處理方法，如PACT法、固定床生物膜反應器(FBBR)、厭氧生物法，厭氧-好氧生物法等。
2.1.1改進的好氧生物法
(1)PACT法 PACT法是在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末對有機物和溶解氧的吸附作用，為微生物的生長提供食物，從而加速對有機物的氧化分解能力。活性炭用濕空氣氧化法再生。
(2)固定床生物膜反應器(FBBR) FBBR技術可應用于高濃度煤化工廢水的處理，也可應用于后續的深度處理回用單元。
2.1.2厭氧生物法
一種被稱為上流式厭氧污泥床(UASB)的技術用于處理煤化工廢水。該法所用的反應器是由荷蘭的G.Lettinga等于1977年開發成功的，廢水自下而上通過底部帶有污泥層的反應器，大部分的有機物在此被微生物轉化為CH4和CO2在反應器的上部。設有三相分離器，完成氣、液、固三相的分離。 另外，活性炭厭氧膨脹床技術也被用于處理煤化工廢水，該技術可有效地去除廢水中的酚類和雜環類化合物。
2.1.3厭氧-好氧聯合生物法
單獨采用好氧或厭氧技術處理煤化工廢水并不能夠達到令人滿意的效果，厭氧和好氧的聯合生物處理法逐漸受到研究者的重視。 煤化工廢水經過厭氧酸化處理后，廢水中有機物的生物降解性能顯著提高，使后續的好氧生物處理CODcr的去除率達90%以上。其中較難降解的有機物萘、喹啉和吡啶的去除率分別為67%，55%和70%， 而一般的好氧處理這些有機物的去除率不到20%。 采用厭氧固定膜-好氧生物法處理煤化工廢水，也得到了比較滿意的效果。
2.2 深度處理
煤化工廢水經生化處理后，出水的CODcr、氨氮等濃度雖有極大的下降，但由于難降解有機物的存在使得出水的COD、色度等指標仍未達到排放標準。因此，生化處理后的出水仍需進一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術。
2.3混凝沉淀
沉淀法是利用水中懸浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以達到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機物，以降低后續生物處理的有機負荷。 在生產中通常加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等來強化沉淀效果，此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類和用量等。
2.4固定化生物技術
固定化生物技術是近年來發展起來的新技術，可選擇性地固定優勢菌種，有針對性地處理含有難降解有機毒物的廢水。經過馴化的優勢菌種對喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2-5倍，而且優勢菌種的降解效率較高，經其處理8h可將喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。
2.5高級氧化技術
由于煤化工廢水中的有機物復雜多樣，其中酚類、多環芳烴、含氮有機物等難降解的有機物占多數，這些難降解有機物的存在嚴重影響了后續生化處理的效果。 高級氧化技術是在廢水中產生大量的HO.自由基HO.自由基能夠無選擇性地將廢水中的有機污染物降解為二氧化碳和水。高級氧化技術可以分為均相催化氧化法、光催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他催化氧化法。催化氧化法可以應用在煤化工廢水處理工藝的前段，去除部分COD和增強廢水的可生化性，但存在消耗量大，運行不經濟的問題，因此該技術在后續的深度處理單元中應用可以獲得更好的經濟性和降解效果。
2.6吸附法
由于固體表面有吸附水中溶質及膠質的能力，當廢水通過比表面積很大的固體顆粒時，水中的污染物被吸附到固體顆粒(吸附劑)上，從而去除污染物質。該方法可取得較好的效果，但存在吸附劑用量大，費用高產生二次污染等問題，一般適合小規模污水處理應用。
2.7生物處理方法生物處理方法主要用于進一步去除廢水中可降解的有機物以及水中氨氮的去除多采用好氧微生物膜處理技術。生物處理技術適用于較大規模的處理工程工程初期投資較大但運行成本較低。
2.8膜處理方法
膜處理工藝介于物理處理和生物處理之間其核心處理單元是膜生物反應器。膜處理技 術由于其高效、實用、可調、節能和工藝簡便等 特點已經被廣泛地應用于污水回用領域隨著制造工藝的提高曾被認為是十分昂貴的膜處 理技術如今變得越來越經濟了具有很強的競爭力。現在應用得較多的膜處理技術有微濾、納 米過濾、超濾、反滲透等。
3.煤化工廢水處理的前景
近年來，不斷有新的方法和技術用于處理煤化工廢水，但各有利弊。單純的生物氧化法出水中含有一定量的難降解有機物，COD值偏高，不能完全達到排放標準。 吸附法雖能較好地除去COD，但存在吸附劑的再生和二次污染的問題。催化氧化法雖能降解難以生物降解的有機物，但實際的工業應用中存在運行費用高等問題。 A2/O工藝運行管理和成本相對較低，該工藝是煤化工廢水的主要選用工藝。但目前還沒有哪一種工藝可以完全處理好煤化工廢水，所以利用多種方法聯合 處理煤化工廢水是煤化工廢水處理技術的發展方向。
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