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摘 要：随着经济的发展，人们生活水平不断提高，工业化城市所带来的环境问题日趋严重，现已引起了人们的重点关注。煤化工企业的污水处理是众多工业生产中的主要问题，成功处理好煤化工污水可以有效推进我国环保事业的可持续发展。
关键词：煤化工 污水处理 技术分析
0. 引言
我国大量工业废水和生活污水夹杂着氮污染。生活污水中氮的污染较轻、处理难度低、处理率高，在我国已基本得到有效治理或控制。工业废水中氮污染比较严重，特别是煤化工行业（包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等）、合成氨工业、屠宰养殖业、垃圾填埋场等，废水中氮污染的绝对浓度高，处理难度大。因资金、技术等因素制约，此类废水超排的情况时有发生。要解决我国水体的富营养化污染首先需要从这些行业着手。
因能源危机和石油价格上涨，近年来代表新能源领域的煤气化工业在我国发展迅猛，但由于所排废水的氮污染十分严重，达标处理难度极高，在部分地区煤化工项目因环保原因而招到否决。我国缺油富煤，为保障能源安全，煤的气化是大势所趋，因此如何合理解决煤气化高氮氮废水的达标排放或回用问题显的尤为重要。
1. 煤化工污水特点及其危害
1.1煤化工污水特点
煤在加工过程中产生的污水要比石油、天然气高得多。传统的煤化工更是高耗能、高污染、高排放的行业。近年来新型煤化工是煤深化加工的一个重要方向，但新型煤化工将煤深加工为各种煤基化工产品时，也产生大量的废水。有关资料显示，生产1吨合成氨需耗新鲜水约12.5m3，生产1吨甲醇需耗新鲜水约15m3，生产1吨二甲醚需耗新鲜水约15m3，直接液化1吨油需耗新鲜水约7m3，间接液化1吨油需耗新鲜水约12m3。
煤化工企业排放的污水以高浓度煤气洗涤污水为主，废水中所含组分非常复杂达300多种，主要有焦油、多环芳香族化合物、苯酚、氨氮化合物、硫化物等，污水中COD一般在5000mg/L，氨氮在200-500mg/L。这些组分中，易降解的主要有苯类和酚类化合物，如砒咯、萘、呋喃、眯唑等。难降解的有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
1.2煤化工污水的危害
（1）污水COD浓度较高，排向水体后，会消耗水体中的氧，水体中溶解氧降低后水生生物在水体中不能生存。
（2）污水中氨氮濃度较高，会造成藻类异常繁殖，引起水体富营养化，当大量藻类繁殖，水中光线透射度降低，光合作用产生的氧量降低，而消耗的氧在增加，会造成大量藻类死亡，藻类死亡会消耗水中的氧，从而引起鱼类大批死亡，水体发黑、发臭。
（3）污水中主要含有油、酚、氰、苯及衍生物等污染物，在这些污染物分解过程中，会消耗水中的氧，这些污染物还对水体生物有直接的毒害作用，同时在水体生物中蓄积，人类食用这些被污染的水体生物后，会引起蓄积和中毒，对人类健康产生较大的危害。
2.煤化工污水处理方法
2.1煤化工污水处理的物化除氨氮工艺
（1）折点氯化法
折点氯化法是利用氯的强氧化性，将氨氮氧化成硝酸盐，其特点是：折点氯化法是直接法，氨氮转化速度快，系统建设费用低；折点氯化法只是转变氮的形态，总氮未变，因此未从根本上消除氮污染；折点氯化法达到折点状态的控制要求很高，难以掌握：折点氯化法处理后余氯含量较高；需要进行除氯处理：氨氮浓度高时采用一步折点氯化法无法保证达到排放标准。
（2）吹脱法
吹脱法是利用空气扩散机理，在一定条件下使废水中的氨氮扩散进入大气或吸收回用，从而消除氮污染，其特点是：统建设费用低；造成氨氮的二次污染问题；适用范围较窄，寒冷地区吹脱塔易结冰；运行费用较高，要达到较好的效果需要合适的温度和pH值；处理程度低，出水氨氮通常仍高达200mg/L以上，不能实现达标排放。
（3）晶析法
晶析法是通过化学药品与氨氮反应结晶，从而从废水中分离出氨氮，其特点是：属于直接法，反应速度快，系统简单，建设费用低：适用于超高浓度氨氮（氨氦≥1000mg/L）废水的处理：处理程度低。出水氨氮不能实现达标排放。
2.2煤化工污水处理的生化脱氮工艺
（1）A/O法
现在所指的A/O工艺其特征是缺氧与好氧为不同空间的串联反应器（空间分隔），通常缺氧池设置在好氧池前。为达到反硝化的目的和效率，回流液提供的硝态氮越多越好。提高参与反硝化的回流硝态氮量有两种方法可选：一是增加回流量，二是提高回流液中硝态氮肋浓度。提高回流量时，由于回流渡（曝气后的废水）氧含量高，有可能造成A级池的富氧化，而反硝化要求无氧或低氧，所以提高回流量容易破坏反硝化环境，降低反硝化率，同时也增加了回流动力消耗。提高硝态氮浓度时，由于0级池出水和回流液水质相同.提高硝态氩浓度意味着出水总氨的升高，将直接导致出水超标。因此对于传统A/O工艺需要统筹回流量与硝态氮的不良影响。由于存在硝态氮反硝化时重新转化为氪氮的客观事实.因此传统A/O工艺脱氮是有限度的，A/O工艺的脱氨效率通常不超过85%.处理氨氢≥lOOmg/L的废水时超标情况比较严重。
（2） 生物滤池
生物滤池属生物膜法，其脱氮机理也为A/O。生物滤池在空间上也可以组成A/O系统，使之达到传统A/O工艺同样的脱氮效果，但实际上生物滤池的脱氮效果较传统A/O工艺好.原因是氧在生物膜处形成了浓度梯度。生物膜外例与氧首先接触，艘外侧处于好氧状态，进行硝化反应。而内侧由于氧传递的速度受到生物膜的制约，处于缺氧甚至厌氧状态，发生反硝化反应。所以以形式A/0串联的生物淀池脱氮效果较好。废水中的硝态氮也会园生物膜的制约而影响传递效率，在硝态氮的扩散过程中，只有一部分可以进入生物膜内侧而被反硝化.故生物滤池的脱氮效率通常不超过90%。 （3） SBR法
SBR工艺是一种间歇式的活性污泥法，其特点是所有生化反应均在同一池内完成，不需要好氧废水的回流，因此理论上脱氮效率更高，也更节能。但常规SBRI艺处理含氮废水时，硝化和去除COD的过程同时进行，反硝化时因废水中COD物质已基本消耗怠尽。碳源不足，故反硝化效果不佳，出水的硝态氮含量仍较高。要提高反硝化效果就需要外加碳源，运行成本较高。因此，不能有效利用原水中的COD物质是SBR脱氮工艺最主要的缺点。
3.氨氮废水的IMC处理技术
3.1工作原理
IMC法是一种改进型的SBR工艺，其基本原理是：在反应的不同时间段，使反应器内环境处于好氧和缺氧的连续变化之间，从而在环境条件上形成多个A/O的串联：另外由于反应器内好氧和缺氧环境不断变化，反应器不同空间上的溶氧并不均匀，且在不同时间点上的溶氧变化也可以导致SND现象的发生。IMC法采用连续进水的方式，在反应的主要过程中均有原水的COD物质存在，从而可以充分利用原水中的COD进行脱氮反应，达到节约运行成本的效果。
3.2工艺特点
由于IMC池集反应、沉淀于一身，节约了沉淀池。所以占地面积省；硝化和反硝化在同一池内进行，不需要好氧混合液的回流，节约了污泥和污水回流系统。运行费用低、设备简单、维护方便。由于每次滗水只排出池中少量达标废水，其它剩余泥水对进水有很强的缓冲功能，因此IMC法的抗冲击负荷能力很强，对原污水水质、水量变化的适应能力较高。IMC反应器中BOD浓度梯度的存在有利于抑制絲状菌的生长，能克服传统A/0法常见的污泥膨胀问题。按照水力学的观点，活性污泥的沉降，以在完全静止状态下沉降为佳，IMC池几乎是在静止状态下沉降，因此沉降的时间更短，效率更高。IMC反应器进水采用连续流，能够充分利用原水中的COD进行脱氮反应，克服了SBR及其其它变形工艺不能充分利用原水COD的缺点，从而更节能。
总结与展望：
近年来，随着经济社会的发展和人们环保意思的提高，煤化工废水的处理显得格外重要。煤化工废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。因此，加强对煤化工污水深度处理的技术和再生回收利用技术的研究与综合应用，是行业发展的一个重要方向。
参考文献
【1】刘兰燕.煤气化废水处理研究进展[J].宁波化工.2014（01）.
【2】赵嫱，孙体昌，李雪梅，孙家毅，陈凯华.煤气化废水处理工艺的现状及发展方向[J].工业用水与废水.2012（04）.
【3】王奉鹏.煤化工企业回用水技术现状探讨[J].广东化工.2014（11）.
关键词：煤化工 污水处理 技术分析
0. 引言
我国大量工业废水和生活污水夹杂着氮污染。生活污水中氮的污染较轻、处理难度低、处理率高，在我国已基本得到有效治理或控制。工业废水中氮污染比较严重，特别是煤化工行业（包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等）、合成氨工业、屠宰养殖业、垃圾填埋场等，废水中氮污染的绝对浓度高，处理难度大。因资金、技术等因素制约，此类废水超排的情况时有发生。要解决我国水体的富营养化污染首先需要从这些行业着手。
因能源危机和石油价格上涨，近年来代表新能源领域的煤气化工业在我国发展迅猛，但由于所排废水的氮污染十分严重，达标处理难度极高，在部分地区煤化工项目因环保原因而招到否决。我国缺油富煤，为保障能源安全，煤的气化是大势所趋，因此如何合理解决煤气化高氮氮废水的达标排放或回用问题显的尤为重要。
1. 煤化工污水特点及其危害
1.1煤化工污水特点
煤在加工过程中产生的污水要比石油、天然气高得多。传统的煤化工更是高耗能、高污染、高排放的行业。近年来新型煤化工是煤深化加工的一个重要方向，但新型煤化工将煤深加工为各种煤基化工产品时，也产生大量的废水。有关资料显示，生产1吨合成氨需耗新鲜水约12.5m3，生产1吨甲醇需耗新鲜水约15m3，生产1吨二甲醚需耗新鲜水约15m3，直接液化1吨油需耗新鲜水约7m3，间接液化1吨油需耗新鲜水约12m3。
煤化工企业排放的污水以高浓度煤气洗涤污水为主，废水中所含组分非常复杂达300多种，主要有焦油、多环芳香族化合物、苯酚、氨氮化合物、硫化物等，污水中COD一般在5000mg/L，氨氮在200-500mg/L。这些组分中，易降解的主要有苯类和酚类化合物，如砒咯、萘、呋喃、眯唑等。难降解的有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
1.2煤化工污水的危害
（1）污水COD浓度较高，排向水体后，会消耗水体中的氧，水体中溶解氧降低后水生生物在水体中不能生存。
（2）污水中氨氮濃度较高，会造成藻类异常繁殖，引起水体富营养化，当大量藻类繁殖，水中光线透射度降低，光合作用产生的氧量降低，而消耗的氧在增加，会造成大量藻类死亡，藻类死亡会消耗水中的氧，从而引起鱼类大批死亡，水体发黑、发臭。
（3）污水中主要含有油、酚、氰、苯及衍生物等污染物，在这些污染物分解过程中，会消耗水中的氧，这些污染物还对水体生物有直接的毒害作用，同时在水体生物中蓄积，人类食用这些被污染的水体生物后，会引起蓄积和中毒，对人类健康产生较大的危害。
2.煤化工污水处理方法
2.1煤化工污水处理的物化除氨氮工艺
（1）折点氯化法
折点氯化法是利用氯的强氧化性，将氨氮氧化成硝酸盐，其特点是：折点氯化法是直接法，氨氮转化速度快，系统建设费用低；折点氯化法只是转变氮的形态，总氮未变，因此未从根本上消除氮污染；折点氯化法达到折点状态的控制要求很高，难以掌握：折点氯化法处理后余氯含量较高；需要进行除氯处理：氨氮浓度高时采用一步折点氯化法无法保证达到排放标准。
（2）吹脱法
吹脱法是利用空气扩散机理，在一定条件下使废水中的氨氮扩散进入大气或吸收回用，从而消除氮污染，其特点是：统建设费用低；造成氨氮的二次污染问题；适用范围较窄，寒冷地区吹脱塔易结冰；运行费用较高，要达到较好的效果需要合适的温度和pH值；处理程度低，出水氨氮通常仍高达200mg/L以上，不能实现达标排放。
（3）晶析法
晶析法是通过化学药品与氨氮反应结晶，从而从废水中分离出氨氮，其特点是：属于直接法，反应速度快，系统简单，建设费用低：适用于超高浓度氨氮（氨氦≥1000mg/L）废水的处理：处理程度低。出水氨氮不能实现达标排放。
2.2煤化工污水处理的生化脱氮工艺
（1）A/O法
现在所指的A/O工艺其特征是缺氧与好氧为不同空间的串联反应器（空间分隔），通常缺氧池设置在好氧池前。为达到反硝化的目的和效率，回流液提供的硝态氮越多越好。提高参与反硝化的回流硝态氮量有两种方法可选：一是增加回流量，二是提高回流液中硝态氮肋浓度。提高回流量时，由于回流渡（曝气后的废水）氧含量高，有可能造成A级池的富氧化，而反硝化要求无氧或低氧，所以提高回流量容易破坏反硝化环境，降低反硝化率，同时也增加了回流动力消耗。提高硝态氮浓度时，由于0级池出水和回流液水质相同.提高硝态氩浓度意味着出水总氨的升高，将直接导致出水超标。因此对于传统A/O工艺需要统筹回流量与硝态氮的不良影响。由于存在硝态氮反硝化时重新转化为氪氮的客观事实.因此传统A/O工艺脱氮是有限度的，A/O工艺的脱氨效率通常不超过85%.处理氨氢≥lOOmg/L的废水时超标情况比较严重。
（2） 生物滤池
生物滤池属生物膜法，其脱氮机理也为A/O。生物滤池在空间上也可以组成A/O系统，使之达到传统A/O工艺同样的脱氮效果，但实际上生物滤池的脱氮效果较传统A/O工艺好.原因是氧在生物膜处形成了浓度梯度。生物膜外例与氧首先接触，艘外侧处于好氧状态，进行硝化反应。而内侧由于氧传递的速度受到生物膜的制约，处于缺氧甚至厌氧状态，发生反硝化反应。所以以形式A/0串联的生物淀池脱氮效果较好。废水中的硝态氮也会园生物膜的制约而影响传递效率，在硝态氮的扩散过程中，只有一部分可以进入生物膜内侧而被反硝化.故生物滤池的脱氮效率通常不超过90%。 （3） SBR法
SBR工艺是一种间歇式的活性污泥法，其特点是所有生化反应均在同一池内完成，不需要好氧废水的回流，因此理论上脱氮效率更高，也更节能。但常规SBRI艺处理含氮废水时，硝化和去除COD的过程同时进行，反硝化时因废水中COD物质已基本消耗怠尽。碳源不足，故反硝化效果不佳，出水的硝态氮含量仍较高。要提高反硝化效果就需要外加碳源，运行成本较高。因此，不能有效利用原水中的COD物质是SBR脱氮工艺最主要的缺点。
3.氨氮废水的IMC处理技术
3.1工作原理
IMC法是一种改进型的SBR工艺，其基本原理是：在反应的不同时间段，使反应器内环境处于好氧和缺氧的连续变化之间，从而在环境条件上形成多个A/O的串联：另外由于反应器内好氧和缺氧环境不断变化，反应器不同空间上的溶氧并不均匀，且在不同时间点上的溶氧变化也可以导致SND现象的发生。IMC法采用连续进水的方式，在反应的主要过程中均有原水的COD物质存在，从而可以充分利用原水中的COD进行脱氮反应，达到节约运行成本的效果。
3.2工艺特点
由于IMC池集反应、沉淀于一身，节约了沉淀池。所以占地面积省；硝化和反硝化在同一池内进行，不需要好氧混合液的回流，节约了污泥和污水回流系统。运行费用低、设备简单、维护方便。由于每次滗水只排出池中少量达标废水，其它剩余泥水对进水有很强的缓冲功能，因此IMC法的抗冲击负荷能力很强，对原污水水质、水量变化的适应能力较高。IMC反应器中BOD浓度梯度的存在有利于抑制絲状菌的生长，能克服传统A/0法常见的污泥膨胀问题。按照水力学的观点，活性污泥的沉降，以在完全静止状态下沉降为佳，IMC池几乎是在静止状态下沉降，因此沉降的时间更短，效率更高。IMC反应器进水采用连续流，能够充分利用原水中的COD进行脱氮反应，克服了SBR及其其它变形工艺不能充分利用原水COD的缺点，从而更节能。
总结与展望：
近年来，随着经济社会的发展和人们环保意思的提高，煤化工废水的处理显得格外重要。煤化工废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。因此，加强对煤化工污水深度处理的技术和再生回收利用技术的研究与综合应用，是行业发展的一个重要方向。
参考文献
【1】刘兰燕.煤气化废水处理研究进展[J].宁波化工.2014（01）.
【2】赵嫱，孙体昌，李雪梅，孙家毅，陈凯华.煤气化废水处理工艺的现状及发展方向[J].工业用水与废水.2012（04）.
【3】王奉鹏.煤化工企业回用水技术现状探讨[J].广东化工.2014（11）.