淺議煤化工廢水的再生利用
0 引言
水是人類生命之源，也是人類從事生產(chǎn)最基本的自然資源， 在人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中起著決定性作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷 發(fā)展和人口的急速增長(zhǎng)，再加上水源浪費(fèi)以及水源污染，水資源 的短缺已經(jīng)成為當(dāng)今人類面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。我國(guó)是一個(gè) 煤炭資源豐富的國(guó)家，煤化工企業(yè)較多，在煤煉焦、煤氣凈化及 化工產(chǎn)品回收精制等過程產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢水，必須及時(shí)處理， 再回收利用，緩解當(dāng)前水資源緊缺和環(huán)境污染帶來的壓力。因此， 如何實(shí)現(xiàn)煤化工企業(yè)達(dá)標(biāo)、減少排放是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的大事。
1 煤化工廢水來源及成分分析
焦化廢水是煤熱加工過程中產(chǎn)生的，這種廢水主要來自洗煤、 熄焦和副產(chǎn)品的加工和精制過程，在熄焦冷卻過程中產(chǎn)生大量含 酚廢水，在脫焦油洗苯、洗煤過程中產(chǎn)生大量的芳烴類，含氮、 含硫和含氮雜環(huán)化合物進(jìn)人廢水中，從而構(gòu)成了含有各種有機(jī)物 的焦化廢水。煤化工廢水的組成成分十分復(fù)雜，據(jù)有關(guān)資料表明， 煤化工廢水內(nèi)含污染物質(zhì)達(dá)300 多種，主要含有焦油、苯酚、氟 化物、氨氮、硫化物等污染物。目前，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的煤化工廢水處 理系統(tǒng)，基本沿襲經(jīng)驗(yàn)，沒有區(qū)別對(duì)待或綜合考慮煤化工廢水中 各種污染物的降解規(guī)律，不能基于達(dá)標(biāo)要求確定合理的設(shè)計(jì)參數(shù)， 從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、有效的水處理目標(biāo)。通過實(shí)驗(yàn)證明，酚類物質(zhì)在 焦化廢水中較易降解，含氮雜環(huán)化合物喹啉、吲哚、吡啶在缺氧 條件下大約需要2 天~3 天的時(shí)間，采用優(yōu)勢(shì)短桿菌降解濃度為 40mg/L 的菲、蒽、芘時(shí)所需的時(shí)間超過5 天。因此，基于污染物 種類、性質(zhì)及目標(biāo)的不同，需要選擇不同的工藝流程[1]。
2 煤化工廢水的回用處理方法
煤化廠廢水中所含物質(zhì)主要取決于原煤性質(zhì)、焦化產(chǎn)品回收 工序與方法、碳化溫度等因素。廢水回用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初，認(rèn)真 分析廢水成分，因地制宜，選擇合適的方案，取得最好的效果。 目前，對(duì)煤化廠廢水處理主要有以下幾種方法。
2.1 物理處理方法
物理處理方法主要有混凝沉淀技術(shù)和活性炭吸附技術(shù)。依據(jù) 水質(zhì)的不同采取不同的處理方法，也可以兩者結(jié)合應(yīng)用。物理污 水處理方法具有成本低、水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，但運(yùn)行成本較高。
1）混凝沉淀法是指向廢水中投入混凝劑，使廢水中污染物質(zhì) 發(fā)生凝聚從而沉淀去除。常用的混凝劑有鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚 鐵和聚丙烯酰胺等。
2）活性炭吸附法是利用粘土、活性炭等具有吸附性的物質(zhì)與 煤化工廢水混合或經(jīng)過由這些物質(zhì)組成的濾床，將污染物吸附或 濾除。活性炭吸附技術(shù)是目前最常用的物理處理法，能夠除去一 般的有機(jī)雜質(zhì)、廢氯和重金屬等[2]。
2.2 化學(xué)處理方法
化學(xué)處理法就是應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)機(jī)理除去煤化工廢水中的有機(jī) 雜質(zhì)，使之達(dá)到廢水回用的目的。目前，較為常用的方法有液氯 消毒法、次氯酸鈉消毒和臭氧消毒法。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)液氯消毒法和 次氯酸鈉消毒能夠產(chǎn)生氯仿等具有致癌性的物質(zhì)，國(guó)外逐漸摒棄 這兩種方法，而采用臭氧消毒法。臭氧消毒的原理是臭氧分解成 具有極強(qiáng)氧化能力的初生態(tài)氧，能夠徹底殺死病菌，達(dá)到除污的 目的，它的整個(gè)過程不會(huì)產(chǎn)生前兩種方法所述的致癌物質(zhì)。另外， 國(guó)內(nèi)外比較關(guān)注很具發(fā)展?jié)摿Φ碾娀瘜W(xué)法處理新技術(shù)，它是指利 用電極反應(yīng)引起一系列的電化學(xué)反應(yīng)或物化過程，從而達(dá)到污染 物降解轉(zhuǎn)化的目的。它具有可控簡(jiǎn)便、用地面積小、設(shè)備緊湊、 操作維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，被稱為“環(huán)境友好” 的技術(shù)。目前常用于 廢水的二級(jí)處理上，對(duì)于作為深度處理的研究則較少。
2.3 生物處理方法
生物處理法主要是為了更深一層清除廢水中可降解有機(jī)物和 氨氮。生物處理法一般用于較大規(guī)模的廢水處理，初期投資大， 但是運(yùn)行費(fèi)用較低。在這里介紹一下生物膜法、生物炭法、生物 流化床技術(shù)。
1）生物膜技術(shù)是利用生物菌技術(shù)，針對(duì)廢水成分，高密度培 養(yǎng)活性菌，直接投入污染水體，分解轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)凈水目的。它是 一項(xiàng)近年發(fā)展起來的新技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、高效、實(shí)用等特點(diǎn)， 初步顯示了在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用前景，F(xiàn)在應(yīng)用得較多的膜處理 技術(shù)有微濾、納米過濾、超濾、反滲透等[3]。
2）生物炭法是指將粉末活性炭與活性污泥混合投入生化進(jìn)水 的曝氣池中，然后將污泥從濃縮池中排入污泥脫水裝置。由于粉 末活性炭具有巨大的比表面積，吸附能力極強(qiáng)，與活性污泥混合 在一起，使污泥附著于粉末活性炭的表面，從而提高了污泥的吸 附能力，使活性污泥與粉末活性炭界面之間的溶解氧和降解基質(zhì) 濃度有了很大幅度的提高，從而也提高了COD 的降解去除率，而 且生物炭法能處理生物難以降解的有毒有害的有機(jī)污染物質(zhì)。對(duì) 煤化工廢水中的高濃度大分子有機(jī)物具有良好的處理效果。
3）生物流化床是以砂、焦炭、活性炭這類顆粒材料為載體， 水流自下向上流動(dòng)，使載體處于流化狀態(tài)，在載體表面生長(zhǎng)，附 著生物膜。它在傳氧和傳質(zhì)方面有著不俗的表現(xiàn)，被眾多專家評(píng) 為有機(jī)廢水生物處理中效率最高的方法，具有微生物濃度高，生 物膜更新速度快，可承受的濃度負(fù)荷是其它生物法的5 ～ 10 倍， 污泥產(chǎn)生量要少于其它生物技術(shù)等特點(diǎn)。因此，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)施小 型化并減少占地和節(jié)省能耗，該工藝在生物脫氮方面也表現(xiàn)出非 常顯著的效果[4]。
3 結(jié)論
煤化工廢水是復(fù)雜的工業(yè)有機(jī)廢水，煤化工廢水的處理從水 質(zhì)學(xué)、污染控制學(xué)及環(huán)境工程學(xué)等方面均是值得研究與技術(shù)突破 的領(lǐng)域。人們對(duì)煤化工廢水檢測(cè)及處理存在一定欠缺，只有努力 提高自己的技術(shù)水平，才能使煤化工水污染問題徹底解決，營(yíng)造 產(chǎn)業(yè)與生態(tài)雙贏的局面。
參考文獻(xiàn)
[1]武志強(qiáng)，李日強(qiáng).焦化廢水處理的研究動(dòng)態(tài)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007(9).
[2]劉道偉.煤氣化生產(chǎn)企業(yè)廢水綜合利用的可行性探討[J].中州煤炭，2008(3).
[3]張志杰，孫先鋒，曹啟囤，等.焦化廢水中難降解有機(jī)污染物降解特性[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006(1).
[4]陳小紅.工業(yè)中水回用的可行性探討[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2006(4).
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