摘要：我国目前的经济技术水平正在迅速发展，但与之相关的环境问题越来越明显，亟待解决，因此开展污水处理非常重要。煤化工厂是我国发展过程中重要的行业之一，也是主要的污染源之一，为增强自身优势和社会接受度，煤化工厂应根据企业生产的不同条件，采用污水处理零排放方法，为实现煤化工厂节能减排目标做出贡献。污水处理零排放方法对当前水资源的环保和再利用非常有利，本文概述了煤化工污染物的危害和煤化工污水的特点，探讨了煤化工厂污水处理零排放方法，以改进煤化工厂污水化学处理技术，进一步保护我国环境，建设资源节约型社会。

关键词：煤化工厂；污水处理；零排放

前言

我国是一个“煤富、油穷、气少”的大国，发展现代煤化工势在必行。然而，煤化工行业耗水量高、含盐量高、污水处理复杂，这是当前煤化工企业生产中需要解决的重要问题。在国家越来越重视环境保护的背景下，为了实现煤化工行业污水零排放目标，各企业都在加紧研发处理效果好、成本低的污水处理技术，从而保证煤化工行业的可持续发展，有效控制其对环境的破坏。

1.煤化工污染物的危害和煤化工污水的特点

煤化工厂污水的主要成分是高浓度无机盐和有毒有机化合物。高浓度无机盐的来源主要是由于部门煤化工企业缺乏污水处理设施，为最大限度地利用循环水资源，经过软化、过滤和多级反渗透后，产生的高盐浓缩水进入蒸发池，导致污水中含有高浓度无机盐；有毒有机化合物大多是含氮化合物，主要来源于原材料的杂质，经过浓缩、蒸发后，其浓度越来越高。煤化工领域要实现零排放，就需要从污水处理入手，探索能够实现污水零排放的生产工艺，实现国家节能减排目标，保护我国化工企业的生产环境。由于煤化工行业本身的结构和采煤技术不同，煤化工产生的污染物也大不相同，但都对人体健康影响很大，严重时甚至危及居民的生命安全。其中高浓度无机盐主要成分是硝酸盐，分解后可产生氮氧化合物和重金属等，会导致水体和空气的污染，并会有害于土壤生态系统和人类健康。例如，大气中过量的氮氧化物会导致光化学烟雾和酸雨，对植物和动物造成危害；重金属会在生物链中出现富集作用，破坏自然平衡。有毒有机化合物排放到环境中会导致水体富营养化，使水质恶化，致使水中生物群落的改变或死亡，甚至会威胁人类健康。此外，有毒有机物还会对大气和土壤质量产生影响，影响生态系统的平衡。

2.煤化工厂污水处理零排放方法

随着我国煤化工行业产能不断扩大，产生的污水越来越多，但到目前为止，许多工厂污水处理的主要方法仍然较为原始。在我国环保快速发展的背景下，此类处理方法逐渐成为企业发展的瓶颈，零排放方法的应用逐渐成为处理煤化工厂污水的必由之路。煤化工厂污水处理零排放方法是指污水中无机盐和有机物质的回收和再利用，避免煤化工厂在生产过程中不断将污水排放到环境中，以减少污染。煤化工厂污水的主要特点是COD含量高、盐含量高，不同的污水成分要经过不同的处理工艺，所采用的污水处理技术也不同，需要根据污水的类型进行细分。为了达到最佳的污水处理效果，需要采用适当的污水处理技术，以达到最佳的污染物处理效果。煤化工厂的污水处理过程可分为以下几个阶段：

2.1污水有机物处理阶段

在有机污水处理阶段，主要是处理COD 和其他物质，不涉及盐类物质的处理。一般来说，污水有机物处理应经历三个阶段：预处理、生化处理和深度处理，要根据污水质量、煤化工项目所在区域、污水处理地点等情况选择合适的方法。预处理阶段主要是进行悬浮物和油类污染物处理；生化处理主要是利用生化技术分解去除水中的有机污染物；深度处理主要是进一步降低不可生化降解的有机物的含量。通常有机污水在进一步脱盐之前，会在这三个阶段进行处理。

2.1.1预处理阶段

所谓预处理，就是对生化处理无法解决，但具有一定污染物性质的物质进行处理，比如油污。例如，在德士古工艺中，化学软化+沉淀方法可以有效处理污水中的悬浮固体、二氧化硅和其他物体[2]。芬顿氧化工艺可以提高废水的可生化性，降解生物毒性，为后续处理提供更好的条件。对于污水中的油和悬浮物，采用浮油提取+油分离和气浮的方法进行高效处理[3]。隔油具有基建投资少，生产费用低，去除悬浮杂质量多，为下游处理装置提供较稳定的水量和水质的特点。气浮主要是去除悬浮物和油类污染物，其中压力溶气气浮适用于处理低浊度、高色度、有机物含量高、含油量高的废水；微电解是在此是去除有机物，提高可生化性，它是一种基于微电池的电化学反应原理，通过微电池反应、氧化还原、混凝吸附等反应机理交互作用消减水中污染物的水处理技术。

2.2.2生化处理阶段

生化处理阶段以去除碳氮有机物为目标，A/O生化处理是污水处理中最重要的方法，具有工艺生产成本低，占地面积大，日常维护操作少的特点，适用于煤化工厂的污水处理。A/O生化处理主要利用好氧微生物群将污水中的有机污染物转化为无害物质，按照应用方式不同，分为厌氧生物处理和好氧生物处理。厌氧生物处理可以在很高有机浓度的情况下运行并且可降解大分子污染物，指的是在无氧条件下由专性厌氧细菌降解有机物的过程，最终的产物是CO2和CH4。（UASB、IC、EGSB等）；好氧生物包括分为CASS的活性污泥循环系统和膜生物反应技术，它是指利用好氧和兼性的微生物（主要是好氧细菌和兼性细菌）在有氧气的条件下来去除水中的有机污染物的处理工艺。与活性污泥循环系统技术相比，膜生物反应技术可以完全封闭，达到稳定处理水质的效果。膜生物反应技术是现阶段比较新颖、较先进的技术，已显示出其独特的优势。使用膜生物反应技术可以快速分离污水中的沉积物，而无需额外的过滤装置，如沉淀池。其优点是空间更小，节省土地，污泥沉积少。膜生物反应技术的工艺系统还具有较高的耐负荷性和广泛的应用范围，所有有机污水都可以借助这项具有高度实用特性的技术。在膜生物反应技术中，MLSS的浓度通常可以达到10000 mg/L，可以完全彻底地净化有机污水，有效降低水体中的悬浮物含量。此外，膜生物反应技术的应用还可以对污水中的微生物进行筛选，通过该技术可以在很大程度上分离污水中的一些微生物，并且可以通过反应器将污水和活性污泥逐一净化，以保证膜外生物细菌的流动，而膜腔内是污水的流动范围，使微生物和污水容易完全分离，使污水得到有效处理。此外，可以大大提高污水处理系统的抗压能力，采用高透气率的新型膜借助于耐高压和低膜阻力，使整个系统中的供氧环节越来越稳定，并且膜不受环境影响，因此可以有效提高污水处理各环节的工作效率。

2.2.3深度处理阶段

深度处理主要是进一步降低不可生化降解的有机物的含量，有臭氧催化氧化工艺、活性炭吸附工艺。活性炭吸附工艺是利用活性炭的吸附作用处理难降解物质，有效降低污水中COD的浓度。由于使用了活性炭，不仅可以处理难降解有机物，有效降低水中的COD，还可以达到污水变色除臭的效果。臭氧催化氧化是使臭氧气体扩散到处理水中并使之与水全面接触和完成反应处理，提供臭氧溶解于水和确保臭氧反应时间的装置，提高臭氧溶解率和反应效率。可使用三段式臭氧接触池，每一级投加不同的催化剂，串联进行氧化，本工艺优点是有效保证反应时间，每级工艺都能产生较强的羟基自由基，主要用于污水处理，除臭和脱色，降低COD、BOD等方面有显著效果。

2.2无机盐处理阶段

煤化工厂处理中各种盐类物质的分离工艺是实现污水零排放的关键工艺。由于盐污水中的主要污染物是盐，因此盐污水处理阶段的主要目的是去除盐分。然而，污水中盐的浓度往往不相容，可采用双膜法作为循环冷却水系统进行处理，即超滤反渗透脱盐法。目前广泛应用的技术主要包括：膜浓缩工艺、蒸发工艺、结晶工艺等。膜浓缩技术通过膜处理去除污水中的大部分盐离子后，分离出的卤水再经蒸发工艺结晶，其基本原理是根据不同沸点下的不同性质提取不同的盐，并根据不同盐离子进行回用。在结晶过程中，采用多效蒸发工艺实时分离不同的盐离子，最后将冷凝

水送入循环水装置进一步使用，实现含盐污水零排放，并促进盐类物质的充分回用。

膜浓缩工艺常规选择螺旋式水处理的组合超高压反渗透膜，螺旋管反渗透（DTRO）是专为高浓度污水处理而设计的膜组件，最大耐压120bar，回收率为≥50%，脱盐率为≥98%，盐浓度为100000～180000mg/L，回收率达60%以上，解决了盐水淡化过程中反渗透回收率低的问题。蒸发工艺蒸发器的设计以装置进水口的水质为依据，一般包括循环水出水、盐水淡化浓缩水和有机处理后的标准污水，经二级、三级反渗透二次处理后的浓水成为蒸发系统的进水。结晶工艺为了防止蒸发器内部受到污染，硫酸钙（盐）在蒸发器的潮湿表面上通过控制设计参数促进晶体的生长，而容易形成水垢的盐会粘附在硫酸钙晶体的表面。这种防止污染的机制被称为优先沉积，有助于保持热交换表面的清洁，将硫酸钙结垢的风险降至最低，还可以减轻其他化合物造成的污染问题，如硅酸。然后在进料罐中调节污水给水的pH值，通过板式换热器到达曝气器，在那里二氧化碳和其他挥发物被除去。同时，二氧化碳的去除可防止污水在蒸发器中浓缩时形成碳酸盐。

结束语

目前，我国经济发展速度较快，但环境问题十分严重。其中煤化工在工业领域占有很大份额，对我国环境有直接影响。因此，为了保证我国经济的可持续发展，保护我国生态环境，必须提高煤化工厂污水处理的化学技术。但零排放污水处理工艺的成本往往比以往污水处理工艺的成本高出数倍，以及由于其他原因的局限性，零排放方法在煤污水化学处理中的应用范围不是很广，目前仍有大量煤化工厂采用传统的污水处理技术，导致污水水质差、污水回收率低等问题。不过，在我国加强环保要求的背景下，在煤化工厂的实际生产中，化工污水的处理越来越受到相关部门和技术人员的重视，采用零排放方法对煤化工厂污水进行回收利用，不仅可以降低水资源消耗，而且排放的污水达标后不会对环境造成危害，从而实现煤化工生产的环保性，为实现国家节能减排目标做出贡献。

参考文献：

[1]彭向阳.煤化工污水零排放工程中膜集成技术的应用[J].水处理技术，2020，46（01）：130-133+140.

[2]李东，桑华俭，李杨，等.高盐污水零排放结晶盐资源化工艺分析与比较[J].工业用水与污水，2019，50（06）：1-5.

[3]李耀武，李凯.当前零排放方法在煤化工污水处理中的应用[J].化工管理，2020（03）：41-42.

[4]焦蓬，白晓宇，孟迎，等.零排放方法在煤化工污水处理中的应用[J].资源节约与环保，2019（01）：68-69.