煤化工安全与环保

煤化工废水处理技术论文院系：安全与环境工程系专业：煤炭深加工与利用班级：深加工2班
姓名:栾志鸿
学号：07061002008
指导教师：魏丽丹
煤化工废水处理技术
摘要：本文主要阐述了煤化工行业当前的发展状况和今后的发展前景，以及煤化工废水的主要来源和危害，废水处理基本方法，煤化工废水处理工程实例，废水污染防治的对策和措施。

关键词：煤化工，废水处理。

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料及化学品的过程，主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。

随着世界石油资源的不断减少，煤化工行业有着广阔的发展前景。

一、煤化工的发展状况及趋势
煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系，进入20世纪，许多以农产品为原料的有机化学产品多改为以煤为原料的生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。

70年代后，随着我国石油化工的兴起，煤化工退居其次，发展缓慢。

近年来，由于石油供应紧张，油价不断上涨，石油化工受到挑战，煤化工重新受到国家关注并成为投资者的热点，在我国兴起了煤化工产业规划的高潮，一些大型煤液化、煤焦化、煤气化项目相继建成并投产，我国一度成为煤化工产品生产大国。

煤炭是我国的主要化石能源，也是许多重要化工品的主要原料，随着社会经济持续、高速发展，近年来我国能源化工品的需求出现了较高的增长速度大，煤化工在中国能源、化工领域中已占有重要地位。

在国际油价急剧震荡，全球对替代化工原料和替代能源的需求越发迫切的背景下，我国的煤化工行业以其领先的产业化进度成为中国能源结构的重要组成部分。

煤化工行业的投资机遇受到国内外投资者的高度关注，煤化工技术的工业化不断取得突破，大型煤制油和煤制烯烃装置的建设进展顺利，二甲醚等相关产品的标准相继出台，新型煤化工产品逐渐走向市场并被市场接受。

2011年以来，国内新型煤化工主要示范项目先后进入商业化运行和长期稳定运行。

3月23日，国家发改委发布《关于规划煤化工产业有序发展的通知》，首次明确界定煤化工产业的准入标准，
这将对煤化工产业的发展产生积极深远的影响。

2012年上半年，国家发改委收到各地正式上报的大型煤化工项目104个，投资额高达2万亿元。

在投资“稳增长”的助推下，本年度下半年煤化工项目的审批与推进明鲜加快。

二、煤化工废水的主要来源及危害
在煤化工行业发展步伐加快的同时，给环境带来了严重的威胁，主要表现为煤化工废水污染，其来源包括焦化废水和气化废水。

焦化生产工业中要用大量的洗涤水和冷却水，因此也就产生了大量的废水，而各焦化厂的废水数量及性质，随采用的生产工艺和化学产品精制加工的深度不同而异，但所含主要污染物酚、氨、氰硫化氢和油等基本相识。

气化废水是在煤的气化过程中，煤或焦炭中含有的氮、硫、氯和金属，在气化时部分转化为氨、氰化物、氯化物和金属化合物，一氧化碳和水蒸气反应生成少量的甲酸，甲酸和氨又反应生成甲酸氨，这些有害物大部分溶解在气化过程的洗涤水、洗气水、蒸汽分馏后的分离水和贮罐排水及设备管道清扫放空等。

煤化工污水是一种污染范围广、危害性大的工业污水。

1、对人体的毒害作用：煤化工污水中含有的酚类化合物即原型质毒物，可通过皮肤、黏膜的接触吸入和经口服而侵入人体内部；与细胞原浆中蛋白质接触时，可发生化学反应，形成不溶性蛋白质，而使细胞失去活力;还能向深部渗透，引起深部组织损伤和坏死，长期饮用含酚污水会引起头晕、贫血以及各种神经系统病症。

2、对水体和水生物的危害：煤化工废水中含有大量的有机物和酚，绝大多数有机物具有生物可降解性，因此能消耗水中溶解氧，而水中含酚浓度高时引起鱼类大量死亡，甚至绝迹，同时还可以大大抑制水体其他生物的自然生长速度，有时甚至会停止生长。

3、对农业的危害：用未经处理的工业废水直接灌溉农田，将使农作物减产或枯死，特别是在播种期和幼苗发育期，幼苗因抵抗力弱，含酚的水使其霉烂。

三、废水处理基本方法
1、物化预处理：隔油-气浮
1)、隔油池：对于废水中油类的回收，最为普遍有效、且动力消耗最小的方法是隔油池，不仅可以最大限度地降低废水中污染物负荷，同时也可以提高经济效益。

重力沉淀隔油池既能去除漂浮的油类物质，
又使大部分不溶于水、密度大于水的杂质沉淀下来。

2)、气浮:气浮工艺是是目前世界范围内的最高效的固液分离设备之一，主要用于去除水中的悬浮物、油类物质、COD、BOD等。

气浮对于油质类物质的处理效果要大大好于混凝沉淀。

2、生物处理：厌氧（水解）－A/O联合处理工艺
1)、水解酸化工艺:是一种简单高效的处理工艺，它能为后继好氧处理提供非常有利的条件，特别是在难降解污水处理上广泛应用。

厌氧发酵可分为水解阶段、酸化阶段、乙酸化阶段和产甲烷阶段这四个过程。

水解酸化工艺过程实际就是把厌氧发酵反应控制在第二阶段完成之前，不进入第三阶段。

在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质胺、碳酸盐和少量的CO2、N2和H2。

2)、前置反硝化（A/O工艺）:前置反硝化工艺是在煤气化废水领域应用较为成熟的工艺，可以很好的适应煤气化废水中氨氮浓度高、难降解有机物多的水质特点;污水中氮以有机氮和氨氮为主要存在形式，单纯的好氧污泥法能够将有机氮和氨氮转化为硝酸盐氮，但不能完全脱氮。

生物脱氮是由硝化和反硝化两个过程完成的，污水先在好氧池（oxic）中进行硝化，使含氮有机物被细菌分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后在缺氧池（Anoxic）中进行反硝化，硝态氮还原成氮气溢出。

前置反硝化段和混合液回流进行彻底脱氮（由于回流比限制，仍有部分硝态氮随水流流出）。

对于一些难降解有机物，前置反硝化也比传统活性污泥法显示出更高的耐受性和降解效果。

A段的缺氧环境一方面是水解酸化段的延续，部分难降解大分子有机物得以进一步分解；同时还对回流污泥中的微生物菌种进行筛选和强化，提升好氧过程的降解效能。

特别是应对有毒有害污染物冲击时，前置反硝化A/O工艺优势明显。

3、深度处理：催化氧化-气浮滤池
1)、催化氧化：经过前段物化和生化处理后，水中仍然含有一定量的难降解有机污染物，这部分污染物一般有大分子杂环类化合物构成，在水解酸化段以及好氧生化段均难以转化和去除，需要借助化学氧化剂的作用下使其开环开链，转变成小分子化合物，然后降解并消除色度。

考虑到生物处理出水中含有的悬浮物会妨碍氧化剂的用量，在化学氧化之前进行混凝沉淀，减少色度和悬浮物，利于化学氧化更好的发挥作用
并降低试剂费用。

采用O3催化氧化工艺，在类似污水中的应用效果较为明显，同时操作环境和可靠性较高。

2）、气浮滤池（DAF/F）：催化氧化后的废水产生一定的悬浮物，这部分悬浮物量少、质轻，传统沉淀池效果不理想，因此采用气浮滤池最为处理单元。

国内应用实例表明，DAF/F气浮滤池出水质量优良，可以为双膜工艺提供最为优质的预处理。

四、煤化工废水处理工程实例
1、煤化工废水的水质与原料种类、生产工艺及其操作条件等有关，所以废水中各有害物质的浓度有一定差异，但水质组分大致相同，废水处理工艺基本上按有价物质的回收、预处理、生化法处理、深度处理等步骤进行。

2、以国内某煤加压气化废水处理工艺流程为例如图所示。

经脱酚蒸氨后的废水进入斜管隔油池，废水中残余的大部分油类物质可被除去，经调节池进入生化段处理，然后由机械加速澄清池去除悬浮状和胶体状的污染物质。

生化段采用低氧、好氧曝气、接触氧化三级生物处理。

3、本工艺特点是利用低氧与好氧、活性污泥法与生物膜
法合理组合和搭配，来强化生化段处理效果。

经处理后废水中难降解有机物、酚类、氰类等物明显去除，生化段出水中，溶解性有机污染物浓度降低，再经澄清池去除悬浮状和胶体状有机污染物，出水基本达到排放标准，可外排或作为循环用水。

五、煤化工废水污染防治的对策和措施
1、制定污染防治规划；
2、实施清洁生产减少污水排放；
3、废水循环利用；
4、加强管理、提高人员素质，减少排污；
5、开发先进适用环保技术，搞好末端治理。

【参考文献】
[1] 赵虹．间二甲苯的生产与技术[J]．化工生产与技术，1997，12(30)：35-40．
[2]王中南，赵毓璋，张宝贵．高纯度间二甲苯的制备工艺[J]．1996，10(02)：30~35．
[3]赵毓璋，杨健.间二甲苯吸附分离异构化组合工艺生产高纯度间二甲苯[J]．2006，01(20)：32~37．。