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煤化工是將煤炭通過相應的化學加工后，將煤炭轉化為各種固體、液體燃料和化工產品的過程。由于煤炭中有機質的化學結構是以芳香族為主，在加工過程中煤化工廢水中氨、酚、硫化物等有毒、有害物質，未經處理排放會對生態環境造成破壞。

1、煤化工廢水的主要來源

煤化工生產工藝流程是將煤炭通過焦化、煤氣化、煤液化、焦油化工、電石乙炔化工、化工產品回收利用等化學生產過程，將煤轉化為氣態、液態、固態產品以及多種化工產品。在生產工藝過程中產生的廢水主要有焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。

焦化廢水是指煤炭通過高溫干餾煉焦后所形成的氨水，以及煤氣在凈化工藝流程中循環冷卻水也會產生含有氨酚、氰污染物的工業廢水，煤化工產品在提煉過程中也會產生工業廢水。

氣化廢水是煤炭在反應爐中發生一系列的化學反應氣化分解所生成的可燃氣體，所蒸發出來的氣體通過噴淋冷后產生的冷凝水和洗滌廢水，廢水含有大量的氨酚和NH3等污染物。

液化廢水是煤炭通過液化工藝加工所產生的工業廢水，液化過程又分為直接與間接液化。直接液化是將煤炭在高溫高壓環境內通過加氫，使煤炭由高分子分解為小分子有機物液態烴的過程，所產生的工業廢水中富含NH3和Al2S3；間接液化是將煤氣化合成的產物通過添加催化劑，在通過一系列的化學反應生產出合成油品的過程，會產生富含大量乙酸、醇和酮的有機污染物工業廢水。

2、煤化工廢水的水質特點

在煤化工產品的深加工過程中，在脫硫、除氨等工藝流程和精苯、C10H8與C5H5n的提取過程中都會產生大量的煤化工廢水。廢水中含有毒性的氨酚類、氰化物、CnH2n、SCN2、咔唑、C6H6和油等難降解的有機污染物；還含有NH3、硫化物等無機污染物。大量濃度較高的NH3進入受納水體后，還易導致水體的富營養，破壞地下水源。

同時，煤化工廢水中還會夾雜有大量的雜環類、芳烴類有機化合物，很難生物降解，超出廢水中微生物的可耐受程度，毒害微生物不利于其存活，導致廢水的可生化性差。處理后的煤化工外排水CODcr未達到一級標準，還會造成對生態環境的嚴重破壞。

3、煤化工廢水處理技術的應用分析

當前，傳統的煤化工廢水的處理工藝流程是“物化預處理—A/O生化處理—深度處理—高鹽水處理”以達到接近于“近零排放”的技術路線。由于高鹽水處理過程中所產生的結晶鹽中含有烴類、雜環類物質、酯類和多環芳烴等有機污染機物。還需因地制宜結合煤質與廢水特征進行針對性的深度處理。

3.1 物化預處理

物化預處理主要技術是隔油和氣浮等。煤化工廢水含有大量的油質，會對后續的生化處理效果造成影響。采用隔油池將廢水中的油類物質和膠質進行有效去除；為實現廢水中油類物質的廢舊回收再利用，采用氣浮法對煤化工廢水中的油類物質進行有效回收；同時，氣浮法還具有爆氣作用，將廢水中的懸浮物通過氣泡黏附拉起懸浮到水面再進行分離。

3.2 生化處理

對于經過物化預處理后的煤化工廢水，油類物質和懸浮物雜質大幅減少，但是還含有大量的氮氨、C6H6等有機物，還需進行生化處理。常規的生化處理采用缺氧、好氧生物法處理（A/O工藝），由于廢水成分復雜含有多環和雜環類化合物，處理后的出水中的COD指標穩定性差。隨著科技發展出現了一些新的處理技術如：PACT法、載體流動床生物膜法（CBR）、上流式厭氧污泥床處理法（UASB），厭氧—好氧聯合生物法等，實現了氣、液、固的三相分離。PACT法是利用活性炭對有機物與溶解氧的吸附作用，在活性污泥曝氣池中添加活性炭粉末，來為微生物的生長提供食物，來提升有機物的氧化分解效率。同時，活性炭還可通過濕空氣氧化法循環再生。

載體流動床生物膜法（CBR）是同一個生物處理單元內活性污泥法與生物膜法的有機融合，借此提高反應池的處理效率和抗沖擊力，有效降解廢水中污染物，降低出水COD濃度。

上流式厭氧污泥床（UASB）使將煤化工廢水由下而上通過反應器，在此過程中大部分的有機物在反應器的頂端被微生物轉化為CH4、CO2。安裝的三相分離器，實現氣、液、固的三相分離。有效地去除廢水中的酚類和雜環類化合物。

鑒于單一使用好氧或厭氧處理技術，難以取得滿意的處理效果。采用厭氧—好氧聯合生物法可有效降解廢水中的有機物萘、喹啉和吡啶，使好氧生物處理CODcr的去除率達到85%以上。

3.3 深度處理

經過生化階段處理過的煤化工廢水，大幅降低出水的CODcr、氨氮的濃度，但是COD、色度等難降解的有機物指標仍未達到“零排放”標準，還需經進一步的深度處理。當前，深度處理主要有：高級氧化技術、吸附法、混凝沉淀和MBR-RO反滲透膜等處理技術。

由于煤化工廢水中含有氨酚類、多環芳烴等難降解的有機物，成分復雜，影響后續處理效果。而高級氧化技術通過產生HO.自由基，將難降解的有機物降解為CO2和H2O。而廢水中的固體污染物可被吸附到固體顆粒吸附劑上去除，吸附法實踐取得良好效果，受氣吸附劑用量大，成本高易產生二次污染，僅限適用于小型污水處理廠。

為降低后續處理負荷，可在廢水中添加鋁鹽、聚丙烯酰胺等試劑強化水中懸浮物的沉淀效果，實現固液分離。為實現煤化工廢水的“近零排放”采用MBR-RO反滲透膜組合工藝對廢水進行更深層處理，使處理后的水質達到再生水回用標準。MBR-RO反滲透膜深度處理工藝是將污泥停留時間（SRT）不依賴進水壓力停留時間（HRT）可獨立控制，通過反滲透膜的截留作用，在反應池不容的情況下延長SRT，將硝化類微生物截留在系統中，提升脫氮效果。西山煤電官地礦污水處理廠應用MBR-RO反滲透膜工藝處理煤化工廢水，實現SS和色度完全去除，大幅提升COD、硬度、電導率的去除效率。MBRRO反滲透膜深度處理工藝流程如圖1所示。

4、結語

煤化工廢水是一種高濃度、高污染、有毒難降解的有機工業廢水，含有大量的氨酚類、氨氮類、氰化物和多環芳香等有機化合物，由于煤炭種類和生產工藝的不同所產生的煤化工廢水水質差異化很大，無形中增加了處理難度。傳統的煤化工廢水處理工藝主要由：預處理、生化處理和深度處理三個階段組成，對于不同煤質和生產工藝因區別對待。針對當前廢水處理中預處理不到位，酚或氨氮濃度高；生物處理抗沖擊負荷能力差；應不斷完善處理技術，根據廢水水質特征，采取針對性的處理技術，實現廢水的零排放。