煤化工廢水處理方案分析

　　隨著工業(yè)的進步和社會環(huán)保意識的提高，水環(huán)境的污染與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日益突出。為切實加大水污染的防治力度，保障國家水安全，環(huán)保部于2015年制定了《水污染防治行動計劃》。為全面控制污染物的排放，必須狠抓工業(yè)的污染防治工作，整治污染嚴重的行業(yè)，集中治理工業(yè)區(qū)的水污染。

　　身為世界上zui大的產(chǎn)煤和耗煤大國，盡管頒布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃2014—2020》提出：到2020年，將煤炭消費比重控制在62%以內(nèi)。但由于我國的能源結(jié)構(gòu)中仍以煤炭為主，工業(yè)的發(fā)展仍離不開煤炭。由于煤化工的一大特點是耗水量大，所以維持煤化工的生產(chǎn)過程必然會產(chǎn)生大量的污水。而我國的煤炭資源和水資源卻呈逆向分布，在煤炭資源豐富的地區(qū)，水資源往往十分匱乏。因此，工藝合理，經(jīng)濟可行，使經(jīng)過處理的污水能夠循環(huán)利用的廢水處理方案會給高耗水的煤化工企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。



　　1.煤化工廢水的來源

　　煤化工是指以煤為原料，經(jīng)化學加工使其轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料，以及相關化學品的過程。煤化工主要包括煤的氣化、液化、低溫干餾和高溫干餾(焦化)及對以上過程中得到的中間品和產(chǎn)品進一步精制及深加工的過程，例如煤的焦化和焦油的加工精制等。

　　煤是化學成分非常復雜的物質(zhì)，因此煤化工生產(chǎn)過程必然有大量污水產(chǎn)生。這些污水主要來自于加工原煤帶人的非結(jié)合水及結(jié)合水，在生產(chǎn)過程中引入的生產(chǎn)補水和由蒸汽冷凝中形成的廢水，如產(chǎn)品精制和化學品加工過程中分離出的污水。

　　2.煤化工廢水的組成及危害

　　煤化工過程的廢水產(chǎn)量、污染物成分及含量隨著原煤種類、產(chǎn)地、煤加工工藝、化學產(chǎn)品精制的方法、加工深度和裝置管理水平的不同而變化大。廢水中往往含有數(shù)十種無機污染物和有機污染物，包括固體懸浮物、氨及銨鹽、硫化物、qing化物、重金屬;易降解的有機物，如脂肪族化合物、酚類化合物和苯類化合物;可降解類有機物，如吡咯、萘、呋喃、咪唑等;難降解的有機物主要有吡啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等多環(huán)芳香化合物和含S、N、0的雜環(huán)化合物。

　　廢水中的含氮物質(zhì)能導致水體富營養(yǎng)化，藻類大量繁殖生長，以致水體缺氧，水質(zhì)惡化變臭。廢水中的氨氮在水體中還能轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，嬰幼兒飲用含有一定濃度硝態(tài)氮的水會致白血病。廢水中的含碳化合物多數(shù)都是耗氧類物質(zhì)，會嚴重消耗水體中的溶解氧而導致水體的腐化。廢水中的硫化物也是產(chǎn)生酸雨的物質(zhì)之一。廢水中的酚類化合物則是原型質(zhì)毒物，濃度過高就會削弱水中微生物對污染物的降解作用。酚類化合物可通過皮膚、黏膜和口腔接觸侵入人體造成累積性慢性中毒。廢水中的部分有機物的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，微生物難以利用，且qing化物、芳環(huán)、稠環(huán)、雜環(huán)化合物對微生物的毒害作用很強，故此類廢水的直接可生化性差。因此，若將煤化工廢水不加處理或處理不達標就直接排放到自然界中，不僅會對土壤、水源、空氣造成嚴重污染，還會影響動植物的生長和人類的健康。有些物質(zhì)還會在動植物的體內(nèi)富集，使其濃度濃縮多倍，zui終通過食物鏈危害人的身體健康，嚴重者可以致癌致命。隨著國家環(huán)保要求的不斷提高，煤化工廢水的處理已經(jīng)成為一個影響該行業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展的重要因素。

　　本文所述某石化公司煤焦油加氫裝置所產(chǎn)生的廢水主要來自煤的焦化產(chǎn)品——焦油的加工精制過程。該類廢水不僅水量大，而且成分復雜、危害大，在煤化工行業(yè)中非常典型，是焦油加工企業(yè)治理的重點。該廢水的pH值為7～11，酚的含量高達15000—20000mg/1，油含量3000～5000mg/l，硫化物和氨氮含量均為2500～5000mg/l，這些污染物常表現(xiàn)出高的coD值，可達60000~70000mg/l。

　　3.污水排放標準

　　國家和部分地方的管理部門對各地區(qū)、各行業(yè)的污水排放要求出臺了控制標準和法律法規(guī)。1998年1月1日后建設的煤焦油加工企業(yè)如所在地方還沒有頒布相關的法規(guī)，就應按的《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)執(zhí)行(見表1)。



　　4.廢水處理方案

　　煤化工廢水污染物的成分和含量千差萬別，處理流程也各不相同。針對某一類廢水的處理方法和流程，均需根據(jù)廢水的水質(zhì)、水量、成分的回收價值、排放標準、各種廢水處理技術的特點及經(jīng)濟條件等因素，通過調(diào)研、分析、技術經(jīng)濟比較后再確定，必要時還要開展相關的試驗研究來確定適宜的處理方案。

　　煤焦油加氫廢水的凈化過程主要體現(xiàn)在去除廢水中的酚類物質(zhì)、氨氮、硫化物和油類有機物。目前工業(yè)上成熟應用的單一廢水處理技術對廢水量、污染物種類、污染物濃度等都有一定的適用范圍，且各種污染物在水中的脫除還存在著相互影響和相互干擾。因此，廢水中的污染物的指標不可能僅通過單一處理技術就達到排放標準的要求。故探究一整套技術成熟可靠、工藝流程合理、設備結(jié)構(gòu)簡單、工程投資低、運行費用少、易維護、能穩(wěn)定運行的煤化工廢水處理流程已成為國內(nèi)外煤化工企業(yè)的重大課題。

　　煤焦油加氫廢水因含有較高的酚、油類有機物、硫化物及氨氮，設計廢水凈化流程時應該結(jié)合主體裝置(焦油減壓分餾塔)的操作特點及相關化學產(chǎn)品的加工工序(粗酚精制)，先通過物理分離去油，再經(jīng)過萃取脫酚、蒸氨等預處理來降低污染物的濃度，減小廢水對微生物的毒性。同時，回收高含量、高附加值的物質(zhì)。再對所得的低濃度、低毒性的廢水進行生化處理，這樣做不僅會降低廢水的生化處理成本，還能提高污染物的脫除效果。適宜的生化處理技術在有效脫除廢水中氮化物的同時，對qing化物、苯酚類及苯類物質(zhì)也有較好的去除作用，可以達到國家規(guī)定的污水排放標準。但對一些難降解的有機污染物，如喹啉類、吲哚類、煤焦油加氫廢水吡啶類、咔唑類等物質(zhì)則很難實現(xiàn)*降解，導致煤化工裝置產(chǎn)生的污水經(jīng)過生化反應后的COD難以達到一排放標準。因此，經(jīng)過生化處理后的污水仍需進一步進行深度處理，直至達到循環(huán)使用的品質(zhì)然后送往用戶處，或達到排放標準后排入自然界中。