淺析煤化工廢水處理工藝
煤化工是近幾年來在全國發展最快的產業之一，為了使該產業走上可持續發展的道路，2006年國家發改委和國家環保總局下發了《關于加強煤化工項目建設管理促進產業健康發展的通知》，鼓勵采用節水型工藝，大力提倡廢水處理和中水回用。
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，（1）含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物質。廢水中COD一般在5000mg/l左右、氨氮在200～500mg/l，廢水所含有機污染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。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 煤化工廢水的處理方法
2.1 預處理
預處理常用的方法：隔油、氣浮等。 因過多的油類會影響后續生化處理的效果，（2）氣浮法在煤化工廢水預處理中的作用是除去其中的油類并回收再利用，此外對后續的生化處理還起到預曝氣的作用。
2.2 生化處理
對于預處理后的煤化工廢水，一般采用缺氧－好氧生物法處理（A/O工藝或A2/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和氨氮指標難以穩定達標。
因此，近年來出現了一些新的生物處理技術，如生物炭法（PACT）、生物流化床處理法（PAM）等。
2.2.1 生物炭法（PACT）
在生化進水中投加粉末活性炭與回流的含炭污泥一起在曝氣池內混合，從污泥濃縮池中排出的剩余污泥進污泥脫水裝置。在曝氣池內，活性污泥附著于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面積及其很強的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特別在活性污泥與粉末活性炭界面之間的溶解氧和降解基質濃度有了很大幅度的提高，從而也提高了COD的降解去除率。（3）一般來說在PACT系統內，活性炭吸附處理COD的動態吸附容量在100%～350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0～3.5Kg COD。而且，PACT法能處理生物難以降解的有毒有害的有機污染物質。對煤化工廢水中的高濃度大分子有機物具有良好的處理效果。
2.2.2 生物流化床處理法（PAM）。
PAM法實際上是一種基于特殊結構填料的生物流化床技術，該技術在同一個生物處理單元中將生物膜法與活性污泥法有機結合，污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜內，通過在活性污泥池中投加特殊載體填料使微生物附著生長于懸浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜層。（4）附著生長的微生物可以達到很高的生物量，因此反應池內生物濃度是懸浮生長活性污泥工藝的2～4倍，可達8～12g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物為附著生長方式（不同于活性污泥的懸浮生長），流動床載體表面的微生物具有很長的污泥齡（20d～40d），非常有利于生長緩慢的硝化菌等自養型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系統具有很強的硝化去除氨氮能力。
硝化過程： NH+4 + 3/2O2 → 2H++NO2－+H2O
NO2－+ O2→ NO3－
反硝化過程： 6NO3-+5CH3OH→5CO2+2N2+7H2O+6OH-
2.2.3 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，（5）相關實驗證明其處理8h對吡啶等物質降解率在90%以上。
2.2.4 序批式活性污泥法（SBR）
這是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。與傳統污水處理工藝不同，（6）SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩態生化反應，靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。該方法使生化反應推動力增大，對煤化工廢水處理效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態，凈化效果好，耐沖擊負荷，池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。若出水水質仍不達標，也可以在SBR生化池內投加少量粉末活性炭以提高處理效率
3 深度處理
煤化工廢水經生化處理后，出水的COD、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。
3.1 混凝沉淀
混凝沉淀法是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調節好適當的pH值，使廢水中的懸浮物質在混凝劑的作用下聚集進而在重力作用下下沉，以達到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機物。該方法可有效降低廢水中的濁度
3.2 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，一般應用于出水處。
3.3 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。
4 煤化工廢水處理的難點
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，（7）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。
5 總結
我國貧油、少氣、多煤的能源結構決定了現階段煤仍然是我國的主要能源形式，煤化工業可從煤中提取多種產品，這大大提高了煤的綜合利用價值，而相關廢水工藝技術的使用是煤化工產業走上循環經濟道路必要保障手段，使該產業與生態環境實現共贏。
參考文獻
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作者簡介：王京（1978-），講師，碩士，主要從事環境工程和科學方面的教學與研究工作。
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