煤化工废水处理方法精选(九篇)

第1篇：煤化工废水处理方法范文

关键词:煤化工;水处理工艺;设计优化

随着全世界能源与资源的快速减少，为了人类社会的长远发展，为了煤化工企业提供良好的发展空间，推行清洁能源与替代产品逐渐被社会所广泛关注。随着社会的向前发展，传统式的煤化工废水处理技术已经难以适应现代社会的发展，由于煤化工企业生产发展所带来的污染，给我国自然资源带来巨大威胁，对环境造成较大影响。煤化工企业为谋求发展，优化煤化工企业废水处理工艺，引进更多先进处理技术与处理材料成为重点，为传统煤化工企业向新型煤化工企业转变做贡献。

1项目基本情况

新型煤化工企业主要是指以煤气化为主，生产清洁燃料与一些基础化工产品的产业，具备着保护环境、节约资源等效果。本次项目位于江苏省，项目的占地面积大约有7×105㎡，企业为此项目总投资为34．0×108元，本工程建设于2012年，项目建设期间企业为更好的进行废水处理而引进了国外通用集团的德士古技术，提高了企业在废水处理的效果，提高了水的二次利用率，避免了水资源的浪费，在此项目建成后期，因其本身的优势使得工程项目成为了当地的先进单位，为当地的工业生产发展奠定了良好的基础［1］。

2煤化工废水处理工艺的现状

近年来，随着国家对可持续发展战略的深入，我国煤化工企业的水处理技术获得了长效的发展，相应的，煤化工企业与生产清洁能源的化工企业也获得了较大进步。然而，在煤化工企业的废水处理中，仍然存在着许多问题有待提高，其主要表现在以下几方面:

2．1废水的生化处理方法

在煤化工企业中的废水处理方法中，生化处理法常用的工艺有组合工艺法、活性污泥法等。当企业采用活性污泥法这一废水处理方法时，其具备着降低污染物指标，降低后续工艺的处理负担、保障废水处理的效果等优势。在当前各种煤化工企业中，活性污泥法这一废水处理法被广泛采用，然而，此种方法在流程的选择与实际应用中却缺乏较好的适应性。另外，虽然煤化工企业内部的废水经过有机深化处理，内部却仍然存在着一定的有机难降解的物质，造成了生化废水处理方法的处理结果不达标，只有更深入的处理手段才能更有效的达到国家标准的废水排放需求。

2．2废水的物化处理方法

在煤化工企业废水的物化处理方法中，共包含有三种处理方法，萃取法、化学氧化法与膜分离法等。在废水物化处理法中，萃取法所萃取的主要是废水中含有的高浓度酚类，而化学氧化法则是处理废水中含有的高浓度酚所常用的废水处理方法，氧化法能对氧化后水中含有的活性污泥进行处理，对废水中酚类的处理高达99%，效果极为明显，在化学氧化法中，由国外引进的德士古煤气化废水处理法是较为成熟高效的一种方法，在运用中具有较高优势。而膜分离法则是分离废水常用的重要方法，运用此种方法能有效降低水中的有机化合物，甚至使用此方法后，水资源能够进行二次利用，提高水资源利用率的同时节约了水资源［2］。

3煤化工企业废水处理工艺的方案研究

3．1相关人员应加强对物化处理与生化处理耦合的研究

在煤化工企业的废水处理中，如何消除废水中的有机化合物氨氮以及酚类成为废水处理的重、难点。目前，我国国内正在应用的废水处理技术仍然存在一定的缺陷，对煤化工企业的研究也多停留在小型实验阶段，对废水处理技术的研究过于单一。除此外，废水处理工艺的出水效果与成本投入的不相符，使得国家更加重视废水处理工艺的发展与更新。为降低废水处理问题，降低废水处理的成本投入，提高废水处理质量，我国加强了对废水处理工艺相结合的方案研究，并加强了对物化处理法与生化处理法相耦合的研究，通过两种工艺的互补性，来弥补废水处理工艺的不足之处。

3．2循环冷却水浓缩倍数缩水处理技术

随着人们对资源的需求越加广泛，日益紧张的水资源的可持续发展问题受到广泛关注，水资源的合理利用被提上发展日程。在我国的节水纲要中，曾提出这样一项要求，在开放式循环冷却水系统新型技术中，推行浓缩倍数大于4倍以上的水处理技术，而将浓缩倍数在3倍以下的水处理淘汰，以此开发更有效的水处理技术。在本项目中，该煤化工公司通过各种静态阻垢、动态模拟等试验，最终研发出了效果较好的缓蚀阻垢剂，并被运用在废水处理中。在煤化工企业废水处理中，通过加入缓蚀阻垢剂与浓硫酸，将循环水浓缩倍数提高四倍以上，能够有效的解决废水中的有机物，保障循环水系统的安全可靠性，实现节约水能源的目标。

3．3氨氮甲醇废水处理技术

在废水处理工艺之中的氨氮甲醇处理中，相应人员应着重了解以下两方面，以此提高废水内部含有的有机物处理。(1)废水处理流程。与一般的气化工艺相比，德士古工艺是由国外引进的先进工艺，运用此种工艺使废水处理难度降低，且二次利用的程度也相较其他处理工艺高效。在运用此工艺处理废水的主要过程中，控制废水中的氨氮含量成为重点。在煤化工企业产生的废水中，有机化合物氨氮的含量是相对较高的，面对国家废水排放所规定的较低标准，仅仅利用普通处理工艺很难达到国家对污水规定的排放量标准，因此，具备新科技的排放工艺被研发应用，如SBR。(2)废水回收。对循环水排放与废水处理的二次利用来讲，其目前的规模之大能达到300m3/公顷以上。在飞速处理之后的回收中，回收水常出现如硬度高、碱度大、杂质多等特点。针对此种情况，企业通过对回收水进行的软化、澄清、过滤等处理，可消除回收水中较大的沉淀物与杂质。另外，对回收水的利用前期仍需要进行超过滤，以实现对膜系统的有害杂质的消除［3］。

4总结

社会经济的发展带动着我国能源业的飞速发展，新型煤化工企业也在数字和科技化、现代化的深入，实现资源的可持续发展，并成为企业发展的重点。本文简单叙述了煤化工废水处理技术，望对相关企业与工作者提供帮助。

参考文献:

［1］孟良．探讨新型煤化工企业水处理工艺方案设计优化［J］．能源与节能，2016(6):123-124．

［2］刘乐天，蒋敏捷．水处理工艺在新型煤化工企业中的优化［J］．商品与质量，2015(42):372-373．

第2篇：煤化工废水处理方法范文

关键词：煤化工 废水 处理 活性污泥法 发展 分析

煤化工废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水，属于焦化废水的一种。水质成分复杂，污染物浓度高。废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。对煤化工废水的处理，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。因此煤化工废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。

一、煤化工废水处理技术

1.煤化工废水处理通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分与传统的城市污水处理的概念上有所不同，这里所述的一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。第一，煤化工废水有价物质的回收。煤化工废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收，常用方法有溶剂萃取脱酚、蒸氨等。其主要包括以下两方面的内容，（1）酚的回收。回收废水中酚的方法很多，有溶剂萃取法、蒸汽脱酚法和吸附脱酚法等。新建焦化厂大都采用溶剂萃取法。对于高浓度含酚废水的处理技术趋势是液膜技术、离子交换法等。（1）氨的回收。目前对氨的回收主要采用水蒸气汽提-蒸氨的方法。污水经汽提，析出可溶性气体，再通过吸收器，氨被磷酸氨吸收，从而使氨与其他气体分离，再将此富氨液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。

二、煤化工废水处理方法

1.煤化工废水在进行出处理前根据不同的水质特点设置调节池以调节水质水量，设置隔油池或气浮池进行除油，经以上的与处理后可采用下面的方法进一步进行处理。第一，活性污泥法。活性污泥法是采用人工曝气的手段，使得活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行着合成和分解的代谢活动。在活动过程中，有机物质被微生物所利用，得以降解、去除。同时，亦不断合成新的微生物去补充、维持反应器中所需的工作主体——微生物（活性污泥），与从反应器中排除的那部分剩余污泥相平衡。活性污泥法处理的关键是保证微生物正常生长繁殖，为此须具备以下条件：一是要供给微生物各种必要的营养源，如碳、氮、磷等，一般应保持BOD5：N：P=100：5：1（质量比）。煤化工废水中往往含磷量不足，一般为0.6～1.6mg/L，故需向水中投加适量的磷；二是要有足够氧气；三是要控制某些条件，如pH 值以6.5～9.5、水温以10～25℃为宜。另外应将重金属和其他能破坏生物过程的有害物质严格控制在规定范围之内。

2.第二，生物铁法。生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三部分。预处理包括重力除油、均调、气浮除油；生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀；物化处理工艺流程包括旋流反应、混凝沉淀和过滤等工序。在生物与铁的共同作用下能够强化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，达到提高处理效果、改善出水水质的目的。生物铁法的生产运行工艺条件包括：营养素的需求、适量的溶解氧、温度和pH 值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

3.炭—生物铁法。目前，国内一些厂家的处理装置由于超负荷运行或其他原因，处理后的水质不能达标，炭—生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。老化的活性炭采用生物再生。该工艺流程简便，易于操作，设备少，投资低。由于炭不必频繁再生，故可减少处理费用。对于已有生物处理装置处理水后不符合排放标准的处理厂，采用炭—生物铁法进一步处理以提高废水净化程度也是一种有效的方法。

三、高新技术处理煤化工废水的研究

1.目前，国内在处理煤化工废水的新技术主要有以下几种

第一，新物化法。新物化法是指在常温下利用废水中有害物质与专门为处理废水而开发的药剂（污水灵）发生反应，经过4 次不同加药处理过程和处理设施，最终实现COD、BOD、NH3-N、SS 均达到排放要求。该技术最大的缺陷是废水中有毒有害物质只是形态的转移，另外该技术的成熟性还需要经工程实践的考验。

2.HSB法处理焦化废水。HSB是高分子均群的英文缩写。目前国内初步试验得出以下结论：HSB耐受废水中有毒有害物质性好；处理后污泥少、出水色度好；加碱量为传统方法的1/3～1/5，运行费用较低，但对种菌特性，生存条件、净化功能尚未完全了解，有待进一步研究与实践。

四、煤化工废水深度处理

1.经过酚、氨回收，预处理及生化处理后的煤化工废水，其中大部分污染物质得到了去除，但某些主要污染指标仍不能达到排放标准，因此需要进一步的处理——深度处理，来使这些指标达到排放标准。第一，活性炭吸附法。煤化工废水经以上步骤处理后COD的去除率效果不是很理想，出水浓度较大，有时高达601mg/L左右，很难达标排放，为使废水达标排放，可使用活性炭降低废水中COD 的浓度。废水处理中活性炭吸附主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除萎剂、DDT 等。当用活性炭吸附处理时，不但能够吸附这些难分解有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭。因此吸附法在废水的深度处理中得到了广泛的应用。

2.其次，混凝沉淀法。混凝是给水处理中一个重要的处理方法。混凝法可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，去除导致富营养化的物质如磷等可溶性无机物，并且它能够改善污泥的脱水性能。具有设备简单，操作简便，便于运行，处理效果好的优点；缺点是运行费用高，沉渣量大。

参考文献

[1]查传正等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工，2006，（3）.

第3篇：煤化工废水处理方法范文

关键词：含油废弃物；处理技术；资源化利用；多元料浆；气化处置

随着煤化工行业的快速发展，化工产品生产能力扩大，煤化工生产中含油废弃物的产生量也随之大量增加。含油废弃物按形态可分为固体含油废弃物和液体含油废弃物两类。含油废弃物主要含有大量的芳香类化合物和挥发类气体，直接排放会对环境造成严重的污染和危害[1]，已被列为《国家危险废物名录》规定的危险固体废物。本文简述了煤化工生产中含油废弃物的来源、特征及其危害，综述了目前含油废弃物的处理技术及研究现状。针对目前处理技术存在的不足，开发了通过多元料浆气化实现含油废弃物污染消减和资源化利用技术，介绍了该技术的工艺流程、技术特点及工业应用情况，为实现煤化工含油废弃物处理绿色化发展目标提供一条新的技术途径，对于推进煤化工行业绿色清洁高效发展具有重要的意义。

1含油废弃物的来源、特征

1.1固体含油废弃物的来源、特征

1.1.1煤焦油渣煤焦油渣主要产生于煤气化和煤焦化过程中。煤气化焦油渣（CGTR）是一种复杂的副产物，也是一种工业固体废物，主要在固定床煤气化中大量产生[2]。该焦油渣是黑色黏稠固体物料，有刺激性气味；主要由高沸点有机化合物、未转化的粉煤和煤中夹带的其他固体颗粒组成；具有高的含碳量、热值及有机成分，可用作有机原料或燃料[3]。焦化生产过程中产生的煤焦油渣主要来源于机械化焦油氨水澄清槽和自然沉降后的焦油。该焦油渣是炼焦工业的废渣，呈黑色泥砂状，含有苯、酚、焦油、半焦等多种对环境有害的有机物质[4]和很多挥发性的有机物，多环芳烃含量比较高，具有较强的毒性和致癌性，对生态环境造成一定的污染。1.1.2煤油共炼残渣煤油共炼残渣是煤炭与重劣质油经过加氢裂解后副产的一定量劣质油渣，由煤油共炼装置中减压塔塔底排出，约占原料煤总质量的30%[5]。该油渣组分复杂，其中含有大量残留的重油、沥青质及胶质，芳香烃含量高，此外还含有灰分及重金属成分，所以有较高的环境风险[6]。劣质油渣中大量残留的石油烃类化合物具有碳氢元素含量较高、热值高的特点，因此需要更科学、更高效、更清洁的方式来利用煤油共炼残渣[7]。1.1.3煤液化残渣煤液化残渣（CLR）是煤炭加氢反应液化后产生的一些固体混合物，约占原煤质量的30%[8]，主要由未液化的煤、煤中无机矿物质、煤液化过程中生成的缩合物和聚合物等中间物质、沥青类物质、加入的催化剂及残渣中残留的重质油等组成。该残渣具有高碳含量、高发热量、富氢、低水分、高灰分及高硫含量等特性。

1.2液体含油废弃物的来源、特征

1.2.1煤气化含油废水煤气化含油废水含有大量酚类、油、烷烃、氨氮、硫化物等污染物，导致其具有成分复杂、污染物浓度高、毒性大、浊度和色度高等特点，增加了其处理成本及难度，被认为是世界难处理的工业废水之一[9]。1.2.2焦化含油废水在炼焦或生产炼焦化产品过程中会产生大量的含油废水，废水中有机物浓度高且难于降解，其组成主要为高浓度的氨氮，酚类，氰、焦油及联苯(C12H10)、异喹啉(C9H7N)等多种芳香族化合物。由于含有大量的有色基团，导致其色度很高，另外由于焦油的存在，水体容易乳化[10]。1.2.3煤液化含油废水煤液化含油废水是煤液化转化成各种油分过程中产生的含油废水，主要来自油品合成、油品加工、冲洗排水以及机泵填料函排水等，其成分复杂，主要由重油、酚、硫、多环芳香烃和苯系物等物质组成，其中油类物质很难被降解，且具有很高的COD值[11]。

2含油废弃物的常规处理技术

2.1固体含油废弃物处理技术

2.1.1燃烧技术化工行业产生的固体含油废弃物通常采用燃烧处理，通过高温燃烧将固体含油废弃物分解，但在燃烧过程中会排放污染物，这将造成周围的环境和生态系统严重的污染。煤气化和炼焦过程中都会产生煤焦油渣，煤焦油渣经常直接作为锅炉燃料使用，燃烧时产生大量的多环芳烃，排放有毒物质和刺激性气味气体[12]。J.SHEN等[2]的研究表明，煤焦油渣在预燃烧过程中释放较多的有毒物质，分别为烷基取代酚、长链烷烃、酰胺和PAHs，这些成分堆积或直接燃烧时，会产生刺鼻的气味。董子平等[6]开展了将煤与煤液化残渣掺烧的技术研究，研究表明，在煤和液化残渣掺烧过程中，两种物料的相互作用对燃烧过程中苯系物的排放量产生较大的影响。另外，当液化残渣燃烧时，由于其高硫的特性，烟气必须做脱硫处理才能排放，这样就增加了装置投资及操作费用[12]。2.1.2热解技术煤在气化和焦化过程中，在高温条件下生成煤焦油渣。一般将煤焦油渣在无氧条件下高温热解，使有机物分解成小分子的可燃气体。D.X.ZHANG等[13]在管式炉中对淮南煤和煤焦油渣进行共热解，明显提高了热解焦油收率和轻油产率。黄传峰等[14]进行了煤油共炼残渣与煤共热解的相关研究，结果表明，煤油共炼残渣能够促进煤热解过程中挥发分的热解逸出速度，使起始失重温度和最终失重温度向低温区移动，有利于共热解反应的发生，提高焦油的产率。2.1.3制取衍生炭材料由于煤焦油渣具有比表面积大、多孔性结构、富含芳烃类化合物等特点，常被用作生产吸附性能较好的活性炭的原材料。L.GAO等[15]利用H3PO4作为活化剂，在800℃~1000℃下制备出了吸附性能较好的活性炭，并用动力学模型拟合揭示了H3PO4如何提高有效的反应碰撞率并降低热解反应的活化能。J.B.ZHANG等[16]通过KOH活化将煤直接液化残渣制备成介孔碳（MCs），结果表明，所得到的MCs在甲烷分解反应中的活性比市场销售的煤基活性炭和炭黑催化剂效果更好、更稳定。2.1.4溶剂萃取分离技术Q.X.ZHENG等[17]利用3种不同溶剂[液化二甲醚（DME）、丙酮和己烷]萃取煤直接液化残渣，结果表明3种不同溶剂萃取煤直接液化残渣的提取物都是制备高附加值炭材料的潜在原料，但此技术处于实验室研究阶段。Y.X.NIU等[18]以乙酸乙酯作为溶剂，萃取碎煤加压气化炉产生的煤气化焦油残渣，结果表明，煤气化焦油残渣中含有的多环芳香族化合物很容易被乙酸乙酯萃取，提取的残留物中包含极少芳香烃，并且性质相对稳定，几乎没有环境威胁，因此使用适当的溶剂将煤气化焦油残渣分离为残渣和焦油是一种有前途的处理方法，对经济和环境更加地友好。

2.2液体含油废弃物处理技术

2.2.1气浮法技术煤化工行业液体含油废弃物的处理目前较简单的方法就是气浮法技术。气浮法是在液体含油废弃物中通入空气或使水中产生气泡，水中的乳化油或悬浮颗粒黏附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，从而达到从液体含油废弃物中去除油和悬浮物的目的。加压气浮法是一种设备简单、液体含油废弃物去除效果好的方法，目前处于试验阶段，未实现工业化应用[12]。2.2.2破乳技术由于液体含油废弃物乳化严重，导致处理难度加大。其乳化的原因主要是液体含油废弃物中含有大量的硫醇、酚、环烷酸、磺酸类盐等物质。经过破乳技术处理后，油和水可以自然分层，达到回收油的目的。徐玲枝等[19]选择合适的温度、破乳剂及用量，通过物理化学方法处理含油废水，油的回收率平均达到99%以上。2.2.3生化处理技术油类是一种烃类有机物，通过在水中加入厌氧微生物，可以将液体含油废弃物中的油分解氧化成为二氧化碳和水。神华煤直接液化示范项目有机废液处理工艺流程为：两级气浮—调节罐—生化池（3T-AF）—生化池（3T-BAF）—混凝沉淀—过滤，处理后的废液含油质量浓度≤3mg/L。

3含油废弃物气化处置技术的开发应用

笔者所在研发团队近年来在多元料浆气化技术上进行了创新和发展，开发了多元料浆含油废弃物污染消减和资源化利用技术，并在多家企业实现了工业化应用。

3.1技术开发思路

多元料浆含油废弃物气化处置技术利用含油废弃物中有机质富含碳、氢元素以及高热值的特点，经预处理后，将含油废弃物与煤共磨制取气化料浆或单独直接通入气化炉气化制合成气，实现含油废弃物污染消减和资源化利用。

3.2工艺流程

多元料浆含油废弃物污染消减和资源化利用技术工艺流程示意图见图1。该技术主要有多元料浆制备、气化、灰水处理3大系统。料浆制备系统：煤与固态含油废弃物或（和）低浓度、低黏度液态含油废弃物，按照一定的比例共磨制浆，由料浆输送系统送入气化炉。气化系统：含油废弃物料浆（或高浓、高黏液态含油废弃物）与氧气喷入气化炉，迅速反应，生成CO和H2为主的合成气，供后续生产使用，料浆中的灰分及少量未反应的碳在高温作用下成为熔融态，经快速激冷后降温，成为无毒无害的黑色玻璃态炉渣，通过锁斗排出，合成气进入后续气体洗涤系统。灰水处理系统：激冷黑水和洗涤黑水进入换热器，热回收器顶部不凝气及饱和水汽视情况回收处理或送火炬。经闪蒸后底部的灰水和渣池的灰水一起进入沉降澄清单元，顶部澄清水进入灰水循环系统，再由灰水循环系统送回气化系统循环使用。

3.3技术特点

原料适应性广。石油焦、煤油共炼残渣、焦化残渣、有机废液等含油废弃物均可采用该方法处理。气化炉原料消耗降低。含油废弃物的加入，提高了气化料浆的热值，实现了废弃物中碳氢资源化利用，有效降低了原料煤及氧气消耗。绿色环保。气化灰分经激冷后为黑色玻璃态，无毒无害。气化灰水经灰水系统处理，循环使用；含油废弃物作为原料配制料浆，减少原煤和工业水使用量，实现含油废弃物资源化利用，降低成本，节约资源，符合国家绿色发展，节能减排的要求。

3.4工业应用

3.4.1陕西榆林某年产60万t甲醇装置，以裂解重油为原料进行废弃物资源化利用，改造后装置产能比原装置提高了约6%，有效气体积分数达84%以上，年处理渣油2.9万t，可节约原煤5.22万t，产生直接经济效益3538万元。3.4.2陕西延长某年产30万t醋酸装置，以煤油共炼残渣为部分原料进行气化料浆制备，工业运行时，对气化料浆品质、气化炉运行状况、有效气含量和产量、硫回收系统运行状况均无明显影响，全系统运行稳定，不仅节省了原料煤，还节省了共炼残渣的危废处理费用，开创了一条“变废为宝”的新路子。

4结语

第4篇：煤化工废水处理方法范文

【关键字】：煤化工废水、废水处理工艺、深度处理

Abstract：The traditional coal chemical industry is a high energy consumption, high emissions, high pollution, low efficiency with low technology content and low added value products as the leading factor, namely "three high and one low" industry, the excessive consumption of resources, serious pollution of the environment, the extensive unsustainable development mode has been difficult to continue. Integrated application of new technology of clean coal technology, advanced coal conversion technology and energy saving, saving, emission reduction, pollution control and so on, is the core of modern coal chemical industry.

Key words：Coal chemical industry wastewater； wastewater treatment；advanced treatment

中图分类号：X703 文献标识码： A 文章编号：

一、煤化工行业发展概述

煤化工始于18世纪，19世纪形成体系，20世纪成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战后，石油化工消弱了煤化工在化学工业中的地位。20世纪70年代石油能源危机时，煤化工曾一度再受青睐。我国煤炭资源相对丰富，能源消费以煤为主，消费比例高达70%左右，另外，我国的化学工业是以煤化工起家的，过去、现在以致将来，煤化工都是我国化学工业的基础和支柱之一。

二、 煤化工发展趋势

传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益，即“三高一低”行业，这种对资源过度消耗、严重污染环境、粗放的不可持续的发展方式己难以为继。洁净煤技术、先进的煤转化技术以及节能、降耗、减排、治污等新技术的集成应用，是现代煤化工的核心。

现代煤化工是技术密集型和投资密集型产业，坚持一体化、基地化、大型化、现代化，形成循环经济园区实施集约经营。 采取最有利于资源利用、降低污染、保护生态、提高效益的建设和运行方式，实现可持续发展。

三、 煤化工废水的基本特点

煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，水质波动大、组分复杂，废水含有大量酚、氰及氨氮等污染物，这些污染物大多以芳香族化合物或杂环化合物的形式存在，其生物可降解性较差难降解，煤化工废水中的氨氮含量很高，是一般城市生活污水的近10倍，碳氮比严重失衡，给处理系统增加了非常大的难度。

目前国内处理煤化工废水的技术主要采用生化法，生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用，但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差，使得煤化工行业外排水CODcr难以达到一级标准。

同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点，因含各种生色团和助色团的有机物，因此，要将此类废水处理后达到回用或排放标准，主要进一步降低CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。

四、 煤化工废水处理方法

氨氮的达标处理是煤化工废水处理的重点和难点，并已成为处理成败的决定因素，治理工艺路线基本遵行“物化预处理+生化处理+物化深度处理”，以下做简单介绍。

1 、物化预处理

预处理常用的方法：隔油、气浮等。 因过多的油类会影响后续生化处理的效果，气浮法煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用，此外还起到预曝气的作用。

2 、生化处理

对于预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧、厌氧、好氧的生物法处理，但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物，单独采用好氧或厌氧技术处理煤化工废水并不能够达到令人满意的效果，厌氧和好氧的联合生物处理法逐渐受到研究者的重视。

（1）改进的缺氧生物法

在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用，固化富集废水中难降解的有机物，为微生物的生长提供食物，从而加速对有机物的氧化分解能力。活性炭用湿空气氧化法再生。

（2）厌氧生物法

一种被称为上流式厌氧污泥床（UASB）的技术，以及由此优化而来的膨胀颗粒污泥床（EGSB）用于处理煤化工废水。废水自下而上通过底部带有污泥层的反应器，大部分的有机物在此被微生物转化为CH4和CO2在反应器的上部。设有三相分离器，完成气、液、固三相的分离。 另外，活性炭厌氧膨胀床技术也被用于处理煤化工废水，该技术可有效地去除废水中的酚类和杂环类化合物。

（3）好氧生物法

CASS工艺是利用自然界的氮循环原理，采用人工控制的方法予以实现的。具体过程为：废水中的有机氮在好氧条件下离解成氨氮，而后在硝化菌的作用下转化为硝酸盐氮（即硝化过程）；随后在缺氧条件下，反硝化菌作用并由碳源提供能量，使硝酸盐氮部分变成氮气逸出（即反硝化过程）。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素主要是温度、溶解氧、PH值、碱度以及反硝化所需碳源等。生物脱氮系统中硝化菌增长速度缓慢，所以要有足够长的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量才可促使反硝化过程顺利进行。

煤化工废水经过厌氧酸化处理后，废水中有机物的生物降解性能显著提高，使后续的好氧生物处理CODcr的去除率达90%以上。其中较难降解的有机物萘、喹啉和吡啶的去除率分别为67%，55%和70％， 而一般的好氧处理这些有机物的去除率不到20％。 采用CASS工艺处理煤化工废水，也得到了比较满意的效果。

3 、深度处理

煤化工废水经生化处理后，出水的CODcr、氨氮等浓度虽有极大的下降，但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此，生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、催化氧化法及反渗透等膜处理技术。

（1）混凝沉淀

沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物，以降低后续生物处理的有机负荷。

在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果，此法的影响因素有废水的pH、混凝剂的种类和用量等。

（2）固定化生物技术

固定化生物技术是近年来发展起来的新技术，可选择性地固定优势菌种，有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。 经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2~5倍，而且优势菌种的降解效率较高，经其处理8h可将喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。

（3）高级氧化技术

由于煤化工废水中的有机物复杂多样，其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数，这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。 高级氧化技术是在废水中产生大量的HO·自由基HO·自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。 催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段，去除部分COD和增强废水的可生化性，但存在消耗量大，运行不经济的问题，因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。

（4）膜处理法

考虑用户用水情况，可采用分质膜处理技术，如采用反渗透处理技术处理锅炉补给水、采用纳滤技术处理循环冷却水等。

考虑到设备的节能、运行压力、膜的透过率、膜的脱盐率、出水的含盐量等因素，反渗透膜元件宜采用螺旋卷式结构反渗透膜，与管式、板式和中空纤维式相比，具有水流分布均匀、耐污染程度高、更换费用低、外部管路简单、易于清洗维护保养和设计自由度大等许多优点。

纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。它因能截留物质的大小约为纳米而得名，对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除废水中的有机物和色度，脱除废水的硬度，部分去除溶解性盐。

五、结束语

随着煤化工行业的发展，环境问题也越来越突出，对废水处理的问题，越来越受到社会和人们的关注，进一步了解煤化工废水处理技术的相关知识，积极发展废水处理产业，实施污染物的减量化、再使用、再循环，提高资源利用率，以资源节约、环境保护为标志，实施可持续发展的循环经济，是发展煤化工的产业的必经道路。

参考文献：

[1]谢全安，薛丽萍.煤化工安全与环保.化学工业出版社，2011 .

[2]张志华，李龙家，高亚楼.煤化工废水预处理的工艺改进[J].价值工程，2010（22）：115-117.

[3]范树军，张焕彬，付建军.铁炭微电解/Fenton 氧化预处理高浓度煤化工废水的研究[J].工业水处理,2010(08)

第5篇：煤化工废水处理方法范文

关键词：高浓度洗煤废水；处理技术；回用技术

洗煤废水循环利用是洗煤废水处理技术的发展趋势，因此发展回用型洗煤废水处理技术对于中国经济的进步具有十分重要的意义。从保护生态环境角度出发，洗煤废水处理技术要做到洗煤水闭路循环，从而增加能源业对水资源的利用率，不但节约资金，增加相关企业的市场竞争力，还一定程度上还保护了中国的生态环境，从而促进中国建立环境友好型经济模式。本文从影响洗煤废水处理技术的影响因素出发，深入研究洗煤废水处理技术的类型与发展趋势。

1煤炭洗选废水特点

1.1浓度

洗煤废水处理技术的根本目的是泥水分离，因此把握煤炭性质有助于深入研究新的洗煤废水处理技术。洗煤废水处理技术之中的浓度是指水与煤泥的比值，这个比值影响洗煤废水处理技术的选择，例如絮凝剂的使用量主要是根据煤泥水的浓度决定的，因此浓度检测是保证水与煤泥比值适应洗煤废水处理技术的一种有效途径[1]。目前，绝大多数企业采用的检测方式都存在不同程度的不足，因此引入超声波技术对于洗煤废水处理技术的浓度检测有十分重要的作用。同时当煤泥水浓度过大，也在一定程度上影响洗煤废水处理技术的开展，降低絮凝剂的絮凝作用，给洗煤处理工作带来不利影响。

1.2黏度

影响煤泥水黏度的因素主要是煤泥水中的矿物质含量、成分组成及颗粒含量。这些影响因素都会对煤泥水的黏度造成一定影响，因此为了提高设备分离效果，从根本上增加洗煤废水处理技术的应用效果，应该注意在澄清过程中颗粒的组成比例，从而在浓缩颗粒减慢沉降的前提下，加快固液分离过程。需要注意的是，黏度的影响不止表现在洗煤废水处理技术的脱水效率方面，还表现在其无法预测的布朗运动，因此防止煤泥水黏度过大是保证洗煤废水处理技术取得稳定实用效果的保证。

1.3化学性质

化学性质是煤泥水的固有属性，包括其水中溶解物、酸碱度等，对洗煤废水处理技术的应用产生深远影响，因此加深煤泥水化学性质研究是保证洗煤废水处理技术提高其工艺水平的基础。同样，在煤泥分选工作中，煤泥水的化学性质也具有相当大的参考价值。化学性质对洗煤废水处理技术的影响还表现在加工过程中，硬度较大的煤泥水冲洗成本也相应较高，这是由于硬度较大的煤泥水浓度高、不易破碎，因此其溶解分离的过程也随之拉长。正确的做法是在进行洗煤废水处理前，对煤泥水进行絮凝沉降实验，从而提高相关技术人员对洗煤废水化学性质的认识，根据煤泥水的有机分子数，使用适宜的絮凝剂[2]。除此之外，煤泥水的酸碱度也是衡量洗煤废水化学性质的一个标准，偏酸性的洗煤废水沉降时间长，偏碱性的洗煤废水颗粒之间的硬度较大，因此沉降速度小。

1.4煤泥水的沉降特性

沉降特性由煤泥水的内在因素决定的，因此沉降特性只是煤泥水综合性的反应，但不是说沉降特性就不重要，实际上，洗煤水的沉降特性对洗煤废水处理技术具有相当大的参考价值，甚至决定了洗煤废水处理技术的最终效果。

2洗煤废水处理的影响因素

a)洗煤废水中的负电荷，其作用是稳定悬浮颗粒，增加洗煤废水处理的难度。另一方面静电虽然能够分散胶体成分，但却会产生很强的污染，而分离出的煤泥会造成二次污染，稳定的颗粒给洗煤废水处理造成严重影响。另外胶体颗粒能够因为微波技术的应用形成保护膜，从而增大洗煤废水的处理难度[3]；b)高浓度洗煤废水处理更难，这是由于高浓度的洗煤废水中微生物含量更高，一定程度上影响了颗粒的沉降速度，从根本上给洗煤废水处理技术带来了不利影响；c)污泥。污泥的阻力也对洗煤废水处理技术产生一定影响，一定程度上降低了洗煤废水的过滤性，从而给周围水域造成二次污染，通过压滤脱水的方法很难达到理想效果。

3洗煤废水处理技术

3.1微生物技术

微生物技术是最新的洗煤废水处理技术，化学处理法、微生物处理技术更接近自然的处理方式，一定程度上迎合了中国绿色环保的发展理念。并且还具有污染较小、水循环水质保存较好的特点，是未来洗煤废水处理技术发展的主要趋势。事实上，通过专家研究，微生物处理技术在许多方面还存在局限性：a)生物絮凝剂的成本较高，不利于推广应用，绝大多数企业宁愿用传统的絮凝剂作为洗煤废水处理材料；b)生物处理技术成分不够稳定，因此增加了沉降过程，让微生物处理技术的实际效果大打折扣。但这些不足并不能阻止业界对微生物处理技术的研究步伐。实际上，如果将时间拉长，菌体絮凝效果更好，远超传统的絮凝剂。这是因为菌体絮凝剂带有一定的生物性，因此随着培养时间增长，菌体絮凝的物质会成倍增长，从而在更高层次上分离泥水，从而实现更高效的洗煤废水处理。减少颗粒胶体也能有效分离洗煤废水中的泥水，从而实现水循环利用[4]。但由于颗粒都带有负电荷，因此增大分子的活性，有效提高絮凝剂中的分子碰撞，从而加快沉降过程。从微生物处理技术的实际效果而言，去除胶体的效果不是很理想，甚至会导致絮凝恶化现象，从而降低微生物处理技术的絮凝效果。

3.2微波处理技术

微波处理技术主要利用超高频电磁波净化水中的污染物，是洗煤废水处理的一种新技术，其主要优势在于：相比微生物处理技术，微波处理技术更快速，能够克服工作环境的影响，从而实现高效的洗煤废水处理。一般来说，水中的污染物都有对应波长，但其中有许多污染物的对应波长都不够明显，但能通过微波处理技术的诱导反应增强污染物吸收微波。具体方法是通过一种敏化剂的活性炭，从而增强洗煤废水中的微波能量，取得较好的微波处理效果。微波场能够有效吸收碳类物质，因此可以有效消除洗煤废水中的交替污染，从而达到一定的净化效果。微波热点是影响水中污染物活性的一个具体参数，随着热点增加，其分子之间的碰撞频率也呈线性增长。但微波处理技术的缺点也很明显，比如微波处理技术不具有经济性，高效、快速处理洗煤废水的同时，也给洗煤废水处理工作增添了经济负担，不利于大规模推广，因此微波处理技术仍处于开发阶段。

3.3絮凝处理技术

角蛋白助剂是提高絮凝剂吸附能力的一种有效途径，一般来说，正负电荷会在洗煤废水中发生反应，而角蛋白助剂的主要作用正是生成大絮体，从而使洗煤废水中的煤炭颗粒迅速脱离，这是加快沉降速度最好的一个手段，能从根本上将洗煤废水中的胶体降至原本的一半左右。改变洗煤废水的温度能够在一定程度上调节洗煤废水的酸碱度，从而在化学性质上影响洗煤废水处理技术的使用效果。一方面，能够提高沉降的速度，另一方面，能够将洗煤废水中的pH值调节到适合洗煤废水处理技术开展的区间，一般来说，这个区间在5～7之间，能够形成较为良好的洗煤废水处理技术环境[5]。

3.4化学沉淀处理技术

化学沉淀处理技术是利用煤泥颗粒发生的凝聚效果，从而实现水泥分离的洗煤废水处理技术。煤泥颗粒表面上存在大量大分子链，这些大分子链能够与静电产生互相吸引，能够通过架桥作用形成硅酸钙层，这样一来，一方面提高吸附物的分子活性，从而提高洗煤废水处理技术的应用效果，另一方面，在某种程度上牢固了絮体强度，有利于絮凝剂的分离工作。化学沉淀处理技术利用煤泥颗粒表面的疏水性，从而形成表面分子的协同效应。同时化学沉淀处理技术还着眼于固液分离，从而在减少药量投放的技术上保持絮凝效果。4结语随着中国经济不断发展，煤炭资源需求量不断增加，洗煤废水处理技术必将经历一个高速发展的阶段，在这个阶段中，要求相关技术人员能够加深对煤泥颗粒及相关处理技术的应用能力，从而改善中国洗煤废水处理水平，促进中国经济又好又快发展。

作者:秦晓祖 单位:山西省霍州煤电集团云厦白龙煤炭贸易分公司

参考文献：

［1］黄小标.聚丙烯酰胺和氯化钙复合体系处理高浓度洗煤废水的研究［J］.合成材料老化与应用，2014(4)：36-39.

［2］杨小平，赵婷婷，张青霞.洗煤废水处理技术现状与发展趋势［J］.资源节约与环保，2014(7)：163-164.

［3］任连刚.洗煤废水处理新技术［J］.清洗世界，2015(10)：24-32.

第6篇：煤化工废水处理方法范文

【关键词】粉煤灰；颗粒化；吸附

粉煤灰拥有着独特的物理化学性质和低廉的价格，使其很早就被应用于建筑和修筑路堤等方面。粉煤灰的多孔性松散结构也决定了其有很强的吸附及絮凝性，使越来越多环境治理方面的研究人员把目光集中到它的身上，现阶段已经开始不同程度的应用于焦化废水、印染废水、制药废水等处理方面，具有光明的应用前景。

一、粉煤灰在焦化废水处理中的研究及应用现状

（一）粉煤灰处理焦化废水的直接应用

张昌鸣、李爱英[1]等在实验室条件下，将粉煤灰作为吸附剂净化处理焦化生化出水的废水。指出，当粉煤灰添加量为1.5g/mL＼浸渍时间为20～25min时，处理后的废水除氨氮外，其他各项指标均可达到外排标准。

何选明[2]等研究不同条件下粉煤灰对总铬去除率的影响.结果表明：粉煤灰粒径、粉煤灰用量、搅拌时间、PH值对总铬去除率都有一定的影响。最佳条件下：粉煤灰粒径为150?m，粉煤灰用量为4.00g/L，搅拌时间为40min，PH值为3。在最佳条件下，总铬去除率可达98.92%。

粉煤灰处理焦化废水技术已在工业实践中得到使用，例如：山西焦化厂是第一家采用生化——粉煤灰吸附法处理焦化废水的厂家，净化后水质良好，无色、无味、COD、BOD5、挥化酚、硫化物、氰化物等污染物浓度均低于国家规定的允许排放标准[3]。

（二）酸改性粉煤灰处理焦化类废水研究应用

焦化灰废水一直是改性粉煤灰的处理重点，且形成了较为系统的粉煤灰酸改性工艺，这在很大程度上缓解了焦化废水的处理难度。

夏畅斌[4]等用酸改性粉煤灰处理焦化废水，将制得的混凝剂与无机高分子絮凝剂PSA配合用于焦化废水的处理，SS、CODCr、色度、酚的去除率分别达到了95%、86%、96%、92%。

杨明平[5]等用改性粉煤灰对焦化厂含酚废水的处理研究表明，在室温的条件下，PH值为2.0～2.5，废水流速8～10ml/min条件下，酚、COD、SS、色度的有效去除率分别达到98.7%、97.3%、94.4%、96.9%，而且处理的费用很低。

户朝帅[6]等通过水热晶化方法将粉煤灰转化成沸石，在1h反应时间里，沸石投加量为2g/ml，废水PH值为6～9的条件下，合成沸石处理焦化废水A/O出水中的NH3—N及COD的去除率为46.7%、17.6%，处理后勤部NH3—N及COD的质量浓度为62.6mg/L、197.8mg/L，优于原不经处理粉煤灰的处理效果。

（三）现有实验证明，粉状粉煤灰处理焦化废水技术已经基本成熟，而且山西焦化厂已经真正用于实践生产中了。但是粉煤灰处理焦化废水的研究还在继续，还有灰水分离问题未解决，距离实际应用还有差距和待解决问题。

二、粉煤灰在印染废水处理中的研究及应用现状

（一）粉煤灰处理印染废水的直接应用

孟文芳[7]等分别用一级粉煤灰和二级粉煤灰在不同的PH值条件下处理印染废水.在PH值等于2的时候，若以去除色度为主保持较大的投灰量是必要的，若以去除COD为主且兼顾去除色度，保持很小的投灰量就足够了。

（二）海泡石与粉煤灰的复合在处理印染废水中的应用

民[8]等实验表明，海泡石/粉煤灰质量比按3：1制成复合吸附剂，经过300℃热改性1.5h后，处理机织布印染废水，在吸附剂用量为废水量0.3%，吸附时间40min实验条件下，脱色率达90%，CODCr去除率达85.7%，SS去除率达到90.3%。

（三）改性粉煤灰在处理印染废水中的应用

李晓湘[9]用粉煤灰为原料制取无机混凝剂聚硅酸铝，其处理染料废水，CODCr去除率可达87.6%。

肖杰[10]等用PDMDAAC改性粉煤灰进行分散染料废水的脱色，脱色率高达98%。

（四）现有资料表明，粉煤灰处理印染废水是近年来粉煤灰综合利用亲开发的领域，研究这方面的学者也都是在做初步的摸索实验，而且在实验中多是对于去除印染废水中的色度处理情况的研究，而悬浮物、BOD5、COD、氨氮等标准还没有明确的实验数据。所以，粉煤灰处理印染废水现阶段无法用于生产实践，要想真正用于生产，还需要做更多的深入研究。

三、粉煤灰在处理制药废水中的研究与应用现状

（一）相会强[11]用2mol/L硫酸活化粉煤灰后对抗生素色度进行研究表明，pH为6，投加量为20～30g/L时色度去除效果很好。

（二）随着国内外环保意识的加强和环境标准的不断严格完善，仅仅通过生化法处理难降解有机制药废水一般难以实现达标排放。针对制药废水COD值高、水质水量波动性大、有机污染物种类多、可生化性差、色度深、大多数含有难生物降解有机物和生物毒性物质等特点，分别采用混凝法和吸附法联合预处理工艺预处理高浓度制药废水，即首先通过混凝和吸附作用去除大部分悬浮物质，降低色度和去除一部分COD，为废水的后续生物处理创造良好的条件。

四、粉煤灰在废水处理中存在的问题

粉煤灰由于其吸附性能好，原料来源广泛，价格低廉，操作简单，且具有以废治废，防止环境污染等特点，必将成为将来工业废水处理中的一种水处理剂。但目前粉煤灰及改性灰大多数还停留在实验室研究阶段，应用于工业中实际处理的还很少，主要存在一些经济和技术上的问题：

（一）提高粉煤灰的吸附容量。相对于活性炭等一些吸附剂，粉煤灰的吸附容量较小，导致处理废水时投灰量过大，这也限制了它在废水处理领域中的大规模应用。粉煤灰改性或同其它水处理剂联合使用可能是解决这一弊端的有效途径。

（二）吸附饱和灰的最终处理或再利用问题。吸附饱和灰不能任意丢弃，否则经雨淋又会造成水体和土壤的污染。对吸附饱和灰首先要考虑再利用，如可以考虑将其建材资源化，用作水泥生产的原料、用于混凝土的组分、制砖等。如果没有再利用的条件，也应在建有防渗层的储灰场最终处置，以防止灰场水可能对地下水造成污染。

（三）加强对粉煤灰吸附机理、吸附动力学及粉煤灰理化性质与对污水的处理能力等一些基础的研究，并在此基础上研究粉煤灰的活化和改性技术，同时研究和开发相应的应用技术和处理工艺，促进粉煤灰在废水处理领域的推广应用。

（四）对利用粉煤灰制备水处理材料不仅要注意技术上的可能性、工艺上的可行性，也要注重经济上的合理性。否则这种技术很难得到推广应用，最后必将被市场淘汰。

（五）灰水难分离。粉煤灰以粉末状投加的，处理废水时容易形成泥浆，影响出水水质。

以上几个方面也即是今后需要研究的主要方向。同时，应加强实用性技术及配套设施的研究，使科学技术尽快转化为生产力，从而促进粉煤灰在废水处理领域的应用。

参考文献：

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[3]张昌鸣，余长舜，杨福寿，等.焦化废水净化及回用技术研究[J].环境工程，1999，17（1）：16-19.

[4]夏畅斌，何湘柱，单连斌，等.酸改性粉煤灰处理焦化废水的工艺研究[J].环境工程，2002，18（6）：28-29.

[5]杨明平，付勇坚，彭荣华，等.改性粉煤灰吸附处理焦化厂含酚废水的研究[J].煤化工，2005，33（2）：49-52.

[6]户朝帅，胡开林，王正兴，等.粉煤灰合成沸石及其处理焦化废水A/O出水的试验.工业用水与废水，2009，40（2）：68-71.

[7]孟文芳，马淑敏，刘雅娜，崔俊华，等.粉煤灰和改性粉煤灰处理印染废水.河北建筑科技学院学报，2005，22（4）：4-7.

[8]民，刘艳娟，王岩，等.海泡石/粉煤灰复合吸附剂处理印染废水研究.非金属矿，2008，31（3）：49-50.

[9]李晓湘.利用粉煤灰研制高效无机混凝剂硅酸铝[J].环境工程，2002，20（1）：51-52.

第7篇：煤化工废水处理方法范文

【关键词】煤矿废水；预处理；生化法；深度处理

煤矿污水包括生产污水和生活污水，生产污水是煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水，井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘的废水，以及煤堆场和矸石堆场的淋溶水和工业广场废水等。它具有地下水特征，又受人为污染。矿井污水通常呈黄色，水质呈弱酸性，悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、铁、锰、硫化物和总硬度等超标。 生活污水指的是煤矿工作人员日常生活当中所产生的大量污水，它主要是由炊事、厨房、洗涤衣物、洗浴的废水以及冲洗厕所后的污水等所组成。它具有一般生活污水的基本特征，即悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）等污染物超标。对于这两类污水，煤矿上通常分开进行处理。

各种废水的处理工艺基本上按预处理、生化法处理（二级处理）和深度处理（三级处理）等步骤进行。当然并不是说废水处理工艺都要包含以上步骤，也许废水只需预处理或生化法处理或深度处理中的任意一个步骤或者两个步骤后就能达到排放标准或回用标准。

一、煤矿废水的预处理技术

污染物浓度高的废水首先要进行预处理，然后再采用其它方法进行二级或深度处理。煤矿废水的预处理技术种类繁多，通常采用以下几种。

（一）混凝沉淀

煤矿矿井水主要污染物为悬浮物，处理悬浮物主要采用混凝沉淀法，用铝盐或铁盐或硅藻土等做絮凝剂，混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区，水流反应区中流速逐渐降低，使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的水流出反应区后开始形成混凝状物质，经过布水区进入斜管填料，由于斜管填料采用PVC 角峰窝状填料，利用多层多格浅层沉淀，提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除，水从上部溢流排出。

（二）过滤净化

矿井废水经混凝沉淀后，水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体，利用砂滤设备将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中，它是混凝沉淀装置的后处理过程，同时也是活性吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池，采用自动虹吸原理达到反冲洗，不需要人工单独管理，操作简便，管理和维护方便。砂滤罐通常采用不同等级的石英砂多层滤料。

（三）隔油

此外井下液压支柱等设备会产生少量油类，通过气浮除油，使废水中油类达标。

二、煤矿废水的二级生化处理技术

毫无疑问，煤矿废水通过各种预处理方法进行处理之后，其生化性能有着良好的改善，并且对于有机物而言，其难降解的有机物仍然存在，所以必须进行煤矿废水二级处理，通常情况下，为将有机物转化为CO2和H2O，所采用的二级处理方法有如下几种：

（一）活性污泥法

所谓活性污泥法，其应用在废水处理中最为广泛。在长时间的水处理应用中，传统的活性污泥法通过改进，产生了很多变种。在煤矿废水的二级处理中，活性污泥法一般由曝气池、二沉池、曝气系统、污泥沉淀池、鼓风机和污泥回流系统等设施组成。首先煤矿废水通过初沉池首次沉淀后，经过二沉池，与底部的回流污泥一起进入曝气池中，随着曝气过程的进行，污泥一般处于悬浮期，这样能充分与废水进行有效接触。在接触过程中，活性污泥能有效地吸附废水中的固体颗粒（SS）以及胶体物质，对于有机物来说，一般可溶解性的有机物能完全被活性污泥吸收，而作为营养源，用作污泥生长用的营养。而对于非溶解性的有机物，必须采取相关措施，使之转化为可溶解性的有机物，这样才能被活性污泥进行代谢。

（二）生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气[1]供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

（1）A2/O工艺

该工艺是厌氧、缺氧、好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发的。A2/O工艺比A/O工艺在缺氧段前增加一个厌氧反应器，主要利用厌氧作用首先降解污水中的难降解有机物，提高其生物降解性，不仅改善系统COD去除效果，还利于后续A/O系统的脱氮效果。

（2）SBR工艺

SBR工艺是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR实际上是出现最早的活性污泥法，70年代出现于美国，经过20年的研究开发革新，将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机结合，成为改良型的SBR工艺。

（三）BAF工艺处理煤矿污水

曝气生物滤池是最先在欧美发展起来的在欧美和日本等发达国家广为流行[2]，近些年来在我国已有数十家污水处理厂应用。如大连、慈溪、新会、杨凌，在山西的煤矿生活污水处理中也有应用。该技术综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用。污水从滤池底部进入滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气，气水为同向流。在滤池中，有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从滤池上部的出水可直接排出系统。

三、煤矿废水深度处理技术

在经过生化处理的废水，由于某些指标还不能达到排放标准，因此生化处理后，还需进行深度处理。

（一）活性炭吸附

矿井废水经二级处理后，仍会含有某些细小的悬浮物以及溶解的有机物、无机物，若废水处理后作生活饮用水，必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800～2000m2/g，具有很强吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式，活性炭吸附剂总厚度达3.5m，废水从向下过滤，过滤速度在4～15m/h，接触时间一般不大于30～60min。随着运行时间的推移，活性炭吸附了大量的吸附质，达到饱和丧失吸附能力，活性炭需更换或再生。

（二）膜分离技术

膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，各组分透过膜的迁移率不同，从而达到分离目的的技术[3]。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分离分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。在膜分离过滤过程中料液通过泵的加压，料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液。故膜系统都有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口。

由于膜分离过程是一种纯物理过程，具有无相变化，节能、体积小、可拆分等特点，使膜分离技术广泛应用在水处理工艺过程中。对不同组成的有机物，根据有机物的分子量，选择不同的膜，选择合适的膜工艺，从而达到最好的膜通量和截留率，进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。

（三）化学法消毒

经二级处理后的废水中仍含有一定的病菌、大肠菌群，处理后回用于洗浴时，若不经过消毒，对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理，常采用二氧化氯消毒，现用盐酸和氯酸钠反应产生二氧化氯，二氧化氯无毒、稳定、高效、杀菌能力是氯的5倍以上。

四、矿井废水处理回用途径

煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水，矿井生产用水主要是井下采掘设备液压水、消防降尘洒水，生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。另外，由于我国属于缺水大国，因此能够合理利用煤矿的污水资源也是我国水污染防治措施中的一个重要环节。由于煤矿多位于农村，根据其自然状况、地理位置以及农业对于水肥的极大需求，为煤矿污水用于灌溉提供了良好的前提条件。而灌溉用水也能够通过土壤以及其中的农作物根系和微生物的天然净化作用，从而对很多污染物都能达到极高的去除率，研究表明其对于P、BOD、SS、微量金属、氢氧化物、酸等污染物的去除率一般都能超过95%，而对于COD、钾、氮等则约为80%。同时利用煤矿污水进行灌溉也可以对日趋减少的地下水进行逐渐补充，还可以显著降低其受纳水体中的污染物负荷。当然最主要的是充分利用了煤矿污水中的有机肥料及其充足的水份，从而使得作物能够有效的增产。

五、结束语

毋庸置疑，煤矿废水的大量存在，对环境污染造成的影响是巨大的，因为煤矿废水中COD值偏高，而且悬浮物的含量相当大，因此，煤矿废水作为工业有机废水，在排放时必须进行相关的处理。无论从预处理到二级处理，再到深度处理，都必须严格执行相关规范，对比相关处理工艺，进行合理的分析，确定各种方法的应用条件，然后适当选择相关工艺，这样才能提高煤矿废水处理水平。

参考文献：

[1]生物接触氧化法工艺.医院污水处理 [引用日期2014-04-12]

第8篇：煤化工废水处理方法范文

关键词：印染废水；煤灰渣；微孔；吸附；脱色；饱和；工艺参数。

一、 前言

在通常的印染废水处理中，一般用活性碳对废水进行深度处理，但活性碳再生工艺复杂，处理费用较高，而煤灰渣本身是一种工业废物，以废治废，既能达到一定的处理效果，又可节省费用，减少污染。本文探讨的是在用絮凝法对印染废水进行处理后，用煤灰渣吸附法进行深度处理。

二、 印染废水简介

印染废水是由纺织工业产生的废水，由于产品品种、加工工艺和加工方式的不同，废水的性质和组成变化很大，主要的原材料有棉花、羊毛、蚕丝、涤纶、腈纶、维纶和粘胶纤维等，对不同的棉织物、毛织物、涤棉混纺织物来说，采用的加工工艺不同，但一般来说，印染厂大都包括退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花、整理等工序，故印染废水实际包括了这些工序排放的所有废水。

印染废水的碱度很高，PH值通常在9－12之间，高者可达14，水的颜色很深，含有大量的有机物和悬浮物，COD和BOD均很高，有的废水中还含有少量有毒物质。

三、煤灰渣吸附的机理

煤灰渣具有类似于活性碳的微孔结构，有一定的吸附能力，同时由于煤灰渣本身是一种废弃物，来源广泛，处理简单，用后不用再生，故在经济上是可行的，但由于其微孔不如活性碳多，所以它的吸附效果必然不如活性碳，另外，由于原煤品种的不同以及灼烧程度不同，致使煤灰渣的物理化学特性有所不同，其吸附效果孔有较大的差异。

1、煤灰渣多孔结构的形成。原煤是由烃类物质与矿物质相互掺杂而成的混合体，燃烧时，烃类物质燃烧释放出大量热能后，自身被氧化分解为CO2和水蒸汽，急速挥发排放。此时，矿物质几乎同时在同样的高温下失去结晶水而汽化为蒸汽，并发生熔融、热分解和氧化等一系列的物相与化学变化，因而同样以水蒸汽、CO2、SiO和SO2等气体急速挥发排放，使煤灰渣形成无数疏松而多孔的蜂窝状微孔结构。

2、煤灰渣的物理特性。查阅已有的研究资料，可得到煤灰渣的熔融温度为：1250－1450℃，密度为2.0－2.4g/cm3。煤灰渣的颗粒特性如下表：

粒度（m/m） 5.0 2.5 0.65 0.315 0.14 ＜0.14

百分含量（%） 1.95 3.10 8.40 34.65 41.90 10.00

比表面积为：2500－4500cm2/g。

在显微镜下，煤渣表面有很多的微孔结构，由于这种结构，必然对分子量较大的染料和助剂有一定的吸附性能，但是与活性碳相比较，其孔径要比活性碳的孔径大十到几十倍，因而它的吸附性能不如活性碳。

3、煤灰渣的化学特性。大多数煤灰渣的组成如下：

组分 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 其它

含量（%） 44.16 25.03 10.72 9.62 10.47

原煤中的矿物质经1100－1400℃的高温熔炼后，残留的煤灰渣中含有较多的酸性金属氧化物，而略具有水硬胶凝性能，在水存在的条件下，尤其水中含有CaO等碱性物质时，发生水化反应并生成不溶于水、化学性质稳定的含水硅酸盐和铝酸盐，从而使煤灰渣具有阴离子基团而带有负电荷，具有吸附作用；又由于Al2O3 、CaO、Fe2O3、MgO等氧化物在水中水解生成金属氢氧化物，从而发生絮凝作用和电性中和的作用。

4、煤灰渣对染料与助剂的吸附作用。煤灰渣对水中污染物的吸附作用是由两方面的推动力促成的，一方面是废水中水分子对污染物的排斥作用，另一方面是煤灰渣对污染物的亲和作用。

5、煤灰渣的电性中和作用。由于煤灰渣在水中能形成阴离子基团而带负电荷，对水中的阳离子以及分子结构中带有正电荷的物质都有良好的去除作用，但对分子中无正电荷的低分子物质基本无作用。对于印染废水来说，由于水中污染物大都带有负电荷，因而煤灰渣的电性中和作用基本不发生，对污染物的去除主要依赖于煤灰渣的吸附作用。

三、 静态小试

1、 煤灰渣的处理

取烟煤灰渣在110－120℃下烘干后，筛选10－20目、20－40目以及粒径在12±2mm的三种煤渣（以下称小、中、大颗粒），经水选后，用10%的硫酸浸泡2hr，然后再用清水洗至中性。这样煤灰渣的微孔数目增多，其吸附脱色能力有较大提高，将煤渣烘干后即可用于吸附。

2、 煤渣吸附平衡时间的确定

以絮凝出水做原水（下同），其色度为130倍，呈粉红色，在250 ml锥形瓶中加入150ml原水，加入三种不同粒径处理后的煤渣，投加量均为7.0g，振荡不同的时间后测出水色度，并测绘出水色度－振荡时间曲线如下：

由曲线可看出三种粒径煤渣的平衡时间分别为：

大颗粒：120min；中颗粒：90min；小颗粒：60min；

3、 煤渣粒径的选择

分别取三种不同粒径的煤渣3、5、7、9、11、13、15g，原水150ml，在250ml锥形瓶中振荡到相应的平衡时间，然后测出水色度，并绘制出水色度－煤渣量曲线如下：

从曲线看，三种粒径煤渣的吸附曲线斜率及位置都相差不多，表明三种粒径煤渣的吸附能力基本相同，当出水色度在50倍时，几乎没有颜色，此时三种煤渣用量相差不多，仅是它们的吸附平衡时间不同，粒径小者时间短，粒径大者时间长。在实践中，粒径太小，对煤灰渣的筛选很不方便，故选用大颗粒的煤渣作吸附剂。

由于大颗粒煤渣的吸附平衡时间较长，而在实践中只要达到一定的处理效果，不一定必须达到吸附平衡，故可适当增加煤渣用量。在六个250ml锥形瓶中分别加入150ml原水、10.0g煤渣，振荡时间分别为20、30、40、60、80、100min，分别测出水色度，并绘制出水色度－振荡时间曲线，如下：

从曲线可看出，在煤渣量增加到10.0g时，只要振荡60min即可达到较好的处理效果，出水几乎没有颜色。因此，可将废水与煤渣的接触时间定为60min。

四、 动态小试

用大颗粒煤渣填装吸附柱，处理絮凝出水，实验参数为：

动态试验的通水倍数为27l水/1kg煤渣。原水色度为97倍，粉红颜色。测得动态吸附曲线如下：

由上述曲线看出，当煤渣柱运行时间达到10hr时，出水色度为47倍。在此之后，即使时间延长，出水颜色无明显变化。

煤渣柱的动态试验表明，煤渣对该种印染废水有较好的脱色效果，脱色率为50%左右，存在的问题是煤渣柱的使用周期过短，在实践中煤渣装卸过于频繁，不便于生产运行。

六、结论

1、用煤灰渣吸附法对含有酸性、直接及少量活性染料的印染废水进行深度脱色处理时，处理效果理想，能够达到该行业排放标准。

2、当废水中活性染料成份太高时，脱色效果不理想，色度去除率较低。

3、将工艺参数放大后，煤渣吸附柱的尺寸及工艺参数如下：

日处理量为50M3，煤渣柱运行时间为一日。

第9篇：煤化工废水处理方法范文

[关键词] 非金属产业 循环经济 发展进程

非金属产业是以非金属矿为开采、加工对象的产业,主要包括非金属原料类和燃料类产业。其中煤炭业、磷化工业、水泥业是具有代表性的行业。非金属产业作为社会经济体系中的重要组成部分,支撑着我国国民经济发展。然而,非金属产业属于高耗能、高污染、高排放产业。因此,非金属产业循环经济的发展影响着我国循环经济的整体发展水平。研究非金属产业循环经济发展进程,探索非金属产业发展循环经济的可供借鉴的经验,思考今后非金属产业的可持续发展方向和趋势,对非金属产业甚至国民经济的发展意义重大。

一、降低能耗方面的进程

降低非金属产业加工、生产过程中的能源消耗量,不仅符合循环经济3R原则中的“减量化”原则,而且对于建设节约型社会、维护我国能源安全意义重大。在循环经济理念的指导下,我国非金属产业节能工作取得重大进步。

1.煤炭行业降低能耗方面的进程

煤炭是一种自然资源,同时也是我国的支柱能源。煤炭行业最初以煤炭资源作为唯一的消耗性能源,在循环经济的实践中,煤炭企业积极探索使用新能源,如水力发电、煤层气与焦炉煤气发电、沼气发电、生物质能发电等。据统计,2006年纳入中国炼焦行业协会重点统计的焦化企业,焦化工序能耗比上年同期下降15千克标准煤/吨,同比下降10.64%;

煤炭行业还从改进生产技术、优化产品结构等方面着手,降低煤炭业能耗,取得了一定的成果。其主要成果如下:

(1)大力发展节能技术,减少煤炭消耗。推广高效燃烧设备、先进的燃烧技术和系统;更新改造工业窑炉、锅炉及其他燃煤设备(如采取分层加煤、燃烧型煤、加装烟气净化装置等);开发、生产先进的中小型燃煤锅炉换代产品,逐步淘汰现有技术及落后装备;减少技术落后的中小型锅炉数量、变分散供热为集中供热。节能技术的推广使用实现物料循环利用,减少了进入生产环节的物质、能量消耗。

(2)通过产品深加工,提高能源利用边际效益,减少一次性煤炭、原煤的燃烧利用。原煤的燃烧利用率低,但其在一次能源生产和消费结构中均占70%以上。针对这种能源浪费现象,煤炭行业积极开展原煤深加工,通过煤炭的气化与液化,开发使用二次高效能源。

(3)能源梯级利用。能源梯级利用是能源合理利用的一种方式,它要求不管是一次能源还是余能资源,均按其品位逐级加以利用,可以提高整个系统的能源利用效率,是节能的重要措施。能量梯级利用技术和热电联产、热电煤气联供的推广,大大提高了供热系统的效率。

2.水泥行业降低能耗方面的进程

以“矿业+窑业”为特征的水泥业属资源、能源消耗型行业。水泥行业主要以石灰石、黏土、硅岩以及氧化铁为主要原料,以天然化石燃料(煤、油、天然气)作为主要燃料[1]。按照我国现有的水泥生产工艺水平计算,每生产一吨水泥,平均综合能耗约120千克标准煤,高于世界先进水平50%。其每年总能耗已超过l亿吨标准煤。行业的特殊性使得水泥行业在原料替代、燃料替代、余热发电、废弃物处理等方面节能减排潜力巨大。目前在循环经济理论的指导下,水泥业不断开展创新,在其降低能耗方面取得了如下进步:

(1)大力开发利用各种替代燃料。水泥厂将废塑料、废木材、污泥等废弃物作为热能源加以利用,不但节约了煤炭使用量,还消减了温室气体的产生量。目前水泥行业消纳的废弃物在全国固体废弃物利用总量中超过80%。

(2)水泥生产工艺的不断创新大大减少了能量消耗。水泥生产的过程实际上就是“二磨一烧”,也就是生料磨,水泥磨,熟料烧成。在生料磨方面,使用粉磨效率高、耗电少的立式磨逐渐取代粉磨效率低、耗电量大的球磨机,可节能减排5%至7%。而在水泥磨方面,加装一个辊压机可较单独的球磨机系统节约能耗6%至10%;水泥企业纷纷上马新型干法旋窑,用国际先进的技术水平来促进水泥工业节约能源和资源。到2010年,新型干法水泥比重达到70%以上,日产4000吨以上大型新型干法水泥生产线技术经济指标,达到吨水泥综合电耗小于95KWH、熟料热耗小于740千卡/千克;采用供热机组集中供热,不仅可减少向大气排放烟尘,并且集中供热可节约大量燃料。

(3)余热发电技术已成为水泥业降低能耗的一大亮点。余热发电技术可以实现水泥企业对外界电能的零消耗。熟料烧成会产生大量余热,建设余热发电系统,即可节能30%至45%。国务院在发展循环经济电视电话会议明确提出,水泥行业现有日产2000吨以上和新建的新型干法水泥生产线,要安装或建设低温余热发电设备。

3. 磷化工行业降低能耗方面的进程

化工行业的耗能大约占全国能源消耗的10%左右,每年电耗约占全国用电的17%左右。磷化工业作为一种重要的化工行业,其产品能耗相当高,例如每吨黄磷电耗在13500～15000 kW•h,消耗焦炭(或白煤) 1.8～2.0t。以循环经济模式发展磷化工业,不但改善环境,而且回收大量能量,相应降低了磷化工总能耗。

主要成果有:(1)磷化工行业通过“拆小改大”,淘汰落后的、能耗高的小黄磷电炉;(2)采用三相七极等炉型以及数字化专家智能控制系统等技术、黄磷电炉智能化节电技术,对黄磷生产全方位实行计算机控制;(3)开发磷酸余热回收装置,利用磷酸生产的余热替代燃煤锅炉向生产装置供汽等一系列措施,使其生产过程中能耗大大降低。

二、副产品综合利用、三废处理进程

副产品是指在主要产品的生产过程中附带生产出来的非主要产品,即制造某种物品时附带产生的物品,也叫副产物。三废指废水、废气、废渣。废水包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水,一般指没有利用或没利用价值的水。废气包括粉尘、烟、雾、蒸气等,主要有工业废气、有机废气等。废渣指人类生产和生活过程中排出或投弃的固体、液体废弃物,按其来源可以分为工业废渣、农业废渣和城市生活垃圾等。

随着循环经济理论和实践的发展,非金属产业副产品、三废的利用经历了末端治理阶段、清洁生产阶段、零排放生产阶段三个不同阶段。末端治理阶段强调在生产过程的末端采取措施治理污染,其具体做法是“先污染,后治理”。对生产过程,清洁生产要求从生产的源头和全过程充分利用资源,节约原材料和能源,淘汰有毒原材料,削减所有废物的数量和毒性,使每个生产企业在生产过程中废物最小化、资源化、无害化;对产品,清洁生产要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响。零排放则意味着在企业清洁生产的基础上,使上游企业的废物成为下游企业的原料,不断延长生产链条,实现区域或企业群的资源最有效利用,废物产生量最小,甚至零排放。

1. 煤炭行业副产品综合利用、三废处理进程

煤炭开采过程会产生大量的煤炭伴生矿产资源如高岭土(岩)、膨润土、油母页岩、蒙脱石、石膏、硫铁矿、硅藻土、耐火粘土等。

煤炭行业生产中排放大量的废水、废气和废渣。煤矿每年排放的大量废气多为烟尘、瓦斯、二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、一氧化碳和氨气等,他们严重危害着矿区的大气环境。矿井废渣主要是矸石、粉煤灰,另外还有少量的一些炉渣和生活垃圾。矿井废水主要是矿井生产所排废水,一般呈酸性。目前我国煤矿开采积存的煤矸石超过30亿t,我国每年因矿山生产而产生的废水、废液总量约占全国工业废水排放总量的10%以上,处理率仅为4. 23%。在废气排放方面,仅煤炭工业废气排放量每年达4000亿m3。

最初的末端治理阶段,煤炭企业不够重视对副产品的综合利用,不能将其资源优势转化为经济优势。生产排出的废水、废气只是得到简单的处理,高昂的治理成本和高难度的治理使得煤炭业三废的处理收效甚微。

清洁生产阶段,煤炭企业为了更有效的利用资源、减少环境污染,积极探索推行清洁生产的主要途径。如根据资源赋存条件选择合理的开采方法和生产工艺,提高煤炭资源的采出率和产品的质量,减少煤炭资源的浪费;减少井下岩石巷道的掘进量,采用煤巷布置,减少矸石的产生量;推广采用成熟可靠的特采工艺,减轻延缓地表塌陷技术;推行空气污染防治工程等。

在清洁生产的基础上,我国煤炭企业积极寻找废弃物的再利用途径,努力做到废弃物的零排放。煤泥、煤矸石的最好利用途径是用来发电,还可以通过回填和发展建材等途径利用煤泥、煤矸石。粉煤灰可以用来改良土壤、淤地造田、填坑造地,用作混凝土的掺合料制空心烧结砖、水泥等。SO2 可以作为硫酸工业的原料。新型脱硫技术既可以减少烟气中SO2污染,同时将脱硫过程实现为硫酸生产的原料准备过程。国务院在发展循环经济电视电话会议明确提出所有新建燃煤发电机组同步安装并运行脱硫设施,已建燃煤发电机组在2015年以前全部完成脱硫改造。煤炭加工中产生的高纯度煤气的主要成分是CO 和H2 ,不但可以作为能源,用作城市生活煤气的供应、发电,也可以作为化工原料来合成氨、制备甲醇等。瓦斯资源可以用来发电或作民用燃料。经过简单处理,矿井水就可用于煤矿生产用水,主要包括矿井开采及原煤洗选用水。

2. 水泥行业副产品综合利用、三废处理进程

水泥工业是污染大户。据资料显示,全国2003年排放粉尘557万吨,二氧化硫108万吨,氮氧化物88万吨,二氧化碳4.49亿吨,水泥生产中还会产生大量的废水。

目前水泥厂清洁生产的重点是水泥窑清洁煅烧。要做到清洁生产,首先,要采用易燃原料。用易烧的工业废渣和岩矿代替黏土做水泥原料,根据物料易烧程度配煤,以能够烧到高温形成结构理想的硅酸盐矿物为佳。第二,改进煅烧方法,关键是供氧充分、里外烧透。在立窑上烧水泥则要成小料球;料球小,动态时不易破碎、热态时不易破裂,入窑后通风顺畅、阻力小;从边部烧到球心的时间,与物料通过高温带的时间相配,从外到里的煅烧时间缩短、容易烧透,减少过烧、实现快速烧成。第三,高效利用窑灰,重视环保。窑的收尘是个重点,收尘系统应是立窑的辅助设备,不仅要收尘和消烟,还要有辅助立窑发挥煅烧能力的作用。

水泥工业“四零一负”战略中提到水泥企业可以完全实现废料、废渣、废水的零排放,实现水泥工业和生态环境和谐共存以及水泥企业对其周围生态环境零污染。该战略已成为水泥工业的发展方向。

3.磷化工行业副产品综合利用、三废处理进程

我国磷矿资源特点是中低品位磷矿较多,因此合理利用中低品位磷矿对我国磷化工可持续发展意义重大。而中低品位磷矿品位低,伴生杂质高。因此需要合理高效利用磷矿伴生物。磷矿伴生资源主要有氟资源、稀土氧化物、碘资源、砷资源等。

磷矿中含有3%的氟元素,在湿法磷酸、过磷酸钙的生产过程中,氟将会以HF和SiF 的形式逸出。目前,磷化工行业对氟元素仅进行简单的加工处理,水洗生产氟硅酸进而加工价值极低的氟硅酸盐。应加大对磷化工生产中氟资源回收和利用技术的研究,如可以采用湿法磷酸氟回收制氟化铝,制无水氟化氢进而发展制氟烃。磷矿中伴生的稀土氧化物,是今后一个重要的稀土资源。结合磷矿的浮选、湿法磷酸的生产综合开发磷矿中稀土资源回收是延长我国稀土资源使用年限的重要出路之一。碘资源回收技术对加强磷矿中伴生碘资源的综合利用至关重要。例如,宏福公司与贵州大学合作开发磷矿石伴生碘资源回收技术,并成立联合研发中心,已建成年产5吨的碘回收中试装置并生产出合格产品,现正在建设的年产100吨碘回收工业化装置,将以碘为基础,开发众多的系列产品,可创产值10亿元。为我国开发利用碘资源提供了借鉴。

磷化工在生产过程中产生的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、四氟化硅、磷化氢、硫化氢等,还会产生一些粉尘。磷化工企业中的工业锅炉燃煤和制造磷肥所用原料硫酸的生产是产生SO2的主要来源。磷化工在加工生产中都要产生大量的含有磷、氟、硫、氯、砷、碱、铀等有毒有害物质的废水。每采选1t磷矿要排放含有磷、氟等物质的废水2t左右。磷化工生产中产生的固体废物主要有矿山尾矿、废石;黄磷生产排出的磷渣、碎矿、粉矿、磷泥、磷铁;湿法磷酸生产中产生的磷石膏;硫酸生产中排出的硫铁矿渣、钙镁磷肥高炉灰渣等。其中,每生产1t黄磷副产磷渣10t左右。

黄磷尾气中有热源和一氧化碳等,其中含量约占90%的一氧化碳是极好的燃料,而且是重要的合成气和有机化工原料,可以用来生产目前国内外市场需求量较大的甲酸钠、甲酸、草酸、甲醇、聚甲醛、醋酸、乙酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等高附加值的化学品,从而拓展产品链;而CO燃烧所产生的热能也可以作为磷化工生产中的热源。此外还可以利用黄磷尾气联合发电。目前国内外对于磷石膏的利用途径主要有:作为石膏粉体材料和建筑材料等;作为造纸和油毡生产的填充剂;制硫酸联产水泥(如中国山东鲁北化工集团等);回收硫并联产筑路材料;制硫酸铵和碳酸钙;制硫酸钾;作为土壤改良剂;深加工回收钙、磷等。

总而言之,磷化工作为高能耗、高资源消耗、重污染的行业,其生产中的环境保护和三废处理利用对磷化工的可持续发展至关重要。欧洲、美国通过关停部分磷化工的生产装置,使其磷肥和黄磷的生产能力显著下降,大大减轻了其对环境污染的压力。我国目前主要是从规范行业发展,并采取边生产边治理的方法来逐步解决磷化工生产中的环境保护和三废处理利用问题。

三、生态产业链建设进程

生态产业链是指某一区域范围内的企业模仿自然生态系统中的生产者、消费者和分解者,以资源(原料、副产品、信息、资金、人才)为纽带形成的具有产业衔接关系的企业联盟,实现资源在区域范围内的循环流动。研究非金属生态产业链的发展进程,不仅符合循环经济3R原则中的“RECYCLE”原则,还对非金属产业整体的发展产生了变革式的影响。非金属生态产业链的规划需要遵循生态学规律,符合可持续发展思想。一方面随着产业链的延伸,不断提高资源深加工程度,产品价值不断提高。另一方面要综合利用资源,寻找废弃物、伴生物的再利用途径,构建其再利用链条,从而减少废弃物的排放。随着非金属生态产业链理论研究和实践的深入,非金属生态产业链由单一、简单转向复杂,演化成产品价值增值链。非金属不同行业之间生态产业链开始出现交叉与偶合。

1.煤炭行业生态产业链

煤炭行业生态产业链主要有煤电产业链、煤化工产业链以及煤矸石建材产业链。具体来讲,以煤炭资源为基础的价值纵向延伸方式有:①原煤洗选中煤中煤发电;②原煤洗精煤配比(汽煤、肥煤、焦煤配比) 焦化焦炭、焦油、粗苯、煤气煤化工;③ 原煤煤炭液化煤化工;④ 原煤煤炭气化煤气煤化工;⑤ 原煤发电高能耗产业;⑥ 原煤发电;⑦ 煤炭物流;⑧煤矸石建材一体化产业。

煤炭企业可根据实际情况,进行科学预测和充分论证,在实施过程中,可结合矿区特点进行生态产业链的有机组合,最终确定具有经营特色和市场竞争力的产业链延伸方式。

2.水泥行业生态产业链

(1)煤电焦化水泥建材循环经济产业链

整个产业链以煤矿建设为基础,原煤经洗选加工后,精煤用于炼焦,中煤、矸石用于发电。焦炉煤气转化为合成氨,作为生产化肥、钾盐产品所需的上游原料。电厂产生的炉渣、粉煤灰与石灰石资源结合,生产高标号的优质低碱水泥。电厂为整个项目生产提供电能,产生的余热除满足生产系统需求外,还可解决当地集中供热问题。

(2)煤电冶炼矿渣水泥联产。

水泥厂可消纳电厂的粉煤灰用作混合材以及冶炼厂的废渣(赤泥)用作原料。

(3)硫酸磷肥水泥联产。

水泥窑将磷石膏分解成S02和CaO,前者送到硫酸厂制成了硫酸,后者则烧成水泥熟料,实现硫元素的循环利用。

3.磷化工行业生态产业链

在循环经济理论的指导下,我国磷化工行业生态产业链已由最初的“矿一肥”结合路线延伸为“矿一肥+盐”的模式,逐渐形成以肥为基础,以精细磷化工发展方向的发展趋势。目前其主要生态产业链如下:

(1)产品生产链:

①黄磷(黄磷尾气为燃料)五钠、六偏、次磷酸钠;六偏三偏磷酸钠、偏磷酸钾、牙膏级磷酸氢钙等精细磷产品;

②矿石加工磷酸磷复肥,磷酸精制磷酸盐,黄磷磷酸磷酸盐精细磷酸盐专用磷酸盐

该产业链可以同时与氯碱、其他一些有机和无机化工产业综合配套,形成产业链的有效和有序的延伸、交错和扩张,从而组成综合性的化工产业链。

(2)废弃物利用产业链:

①磷石膏硫酸水泥

磷石膏联产水泥和硫酸的技术是将磷石膏高温分解,所得二氧化硫用于生产硫酸,CaO用于生产水泥。山东鲁北集团总公司建成了世界上最大的磷石膏一硫酸一水泥联产装置,即150 kt/a磷酸铵,200 kt/a磷石膏制硫酸联产300 kt/a水泥的生产线。整个生产过程无三废排出,资源得到高效循环利用,形成一个功能完善的生态产业链。

②磷渣水泥;磷泥黄磷、次磷酸钠残渣、磷化氢亚磷酸、磷阻燃剂亚磷酸酯增塑剂;氢气(烧碱装置副产)过氧化氢;氯化钠(草甘膦生产中的副产品)氯碱烧碱甲酸氯气三氯化磷和盐酸草甘膦。

四、评述

虽然非金属产业循环经济的发展取得了很大成就,能耗初步实现了减量化、副产品以及废弃物也得到了一定程度的综合利用、基本形成了一定规模的生态产业链。但非金属产业内行业耦合性能差。今后需要从产业的高度来规划发展循环经济,把非金属产业打造成资源再利用产业,加强煤炭、水泥、磷化工不同行业的关联度和行业耦合性,打造产业内不同行业产业链。总而言之,非金属产业要依据循环经济理论来指导其发展,加快非金属产品深加工进程,提高资源利用效率,积极探索非金属产业循环经济的发展模式,走可持续发展道路。

参考文献

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