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摘要：本文介绍了煤化工废水的来源、水质特点，处理时需要解决的问题，以及目前的处理技术，从煤化工废水的物化预处理、生物处理和深度处理三方面综述了国内外有关煤化工废水处理技术的研究现状、发展趋势及应用情况。
关键词：煤化工废水；物化预处理；生物处理；深度处理
近年来，新型煤化工得到较快发展，煤制油、煤制烯烃、煤制天然气等被国家发改委确定为重点示范发展方向。然而新型煤化工项目总体水资源消耗量很大，高浓度废水排放量高，与生态环境的矛盾日益突出，这就使得煤化工项目在建设过程中必须重点考虑水资源的循环利用，也使得煤化工废水处理及回用的需求十分迫切。
1 废水来源
煤化工废水主要产生于煤化工和气体的洗涤工艺中，成分复杂，含有大量的有毒有害物质，是一种典型的难降解工业废水。废水中主要污染物为酚类化合物、多环化合物、杂环化合物、长链烷烃和氨等多种有毒的难降解化合物，可生化性差。传统处理煤化工废水的方法主要是A2 /O工艺，传统生物处理后，废水中还含有大量的有毒物质，需要进行深度处理以进一步去除废水中残留的有毒有害物质。
2 水质特征
根据煤化工行业工艺路线的不同，煤化工行业废水主要包括焦化废水、煤气化废水和煤制油废水等。焦化废水中剩余氨水中酚、氨的质量浓度一般为数千mg/L，焦炉煤气的冷却和净化过程所产生的终冷废水中挥发酚、氰、洗油浓度较高；焦油、粗苯精制过程废水含有较高浓度焦油、苯、氰化物等污染物质。煤液化废水主要污染物为COD、氨氮、油类、硫化物、挥发酚、多环芳烃、苯系物及其衍生物等，废水成分复杂、毒性大、色度高、可生化性差，是一种处理难度很大的煤化工废水且含有高浓度的氰化物、硫化物和焦油类物质。
3物化预处理技术
3.1 脱酚
脱酚技术包括溶剂萃取脱酚、水蒸气脱酚和吸附脱酚等。煤化工废水中挥发酚和非挥发酚的含量都很高，单一采用水蒸气脱酚法难以减少废水中非挥发酚的含量。吸附脱酚法难以实现对酚的特定吸附，且容易造成吸附饱和以及再生困难等问题[1]。针对煤化工废水中所含酚类的特点，酚回收工艺基本上以溶剂萃取脱酚法为主，可以根据实际情况考虑结合水蒸气脱酚法，使酚回收工艺达到更高效的脱酚效果。
3.2 脱酸
从煤气水分离工段流出的煤化工废水仍含有较高浓度的酸性气体CO2 和H2S 等。通常情况下，在进行萃取脱酚之前，煤化工废水需要先经过脱酸塔将其中的CO2和H2S分离出来。CO2和H2S等酸性气体应该尽可能从脱酸塔顶部排出，通过改变回流量控制脱酸塔顶在较低的温度，尽可能把游离氨留在塔釜酚水中，不随酸性气体从塔顶排出。
3.3 除油
煤化工废水中油类污染物多采用隔油池和气浮法进行除油。隔油池具有工艺简单、运行费用低的特点，但是除油效果受到废水中油类密度分布的影响较大。煤化工废水采用空气气浮脱油时，应考虑到通入大量氧气会导致废水中易氧化物质被有氧化和颜色加深[2]，从而影响后续生化处理效果。
4 生物处理技术
4.1 传统活性污泥工艺
在20 世纪七八十年代，美国学者对传统活性污泥工艺处理煤气废水进行了大量的研究。活性污泥工艺是去除煤制气废水中有机污染物的一种有效途径，具有较强的稳定性和良好的出水水质；同时结果也指出了活性污泥工艺的硝化作用有限，废水中硫氰酸盐、氰化物和氨的完全去除需要延长HRT至20天以上。为克服传统活性污泥工艺的不足，有学者研究了粉末活性炭的投加对活性污泥工艺处理煤制气废水效能的影响，结果表明投加粉末活性炭不仅提高了工艺对废水中TOC、COD、酚和色度的去除，也增加了有效的生物量。
4.2 SBR法
SBR 法的特殊运行方式能够让生物反应器内具有不断交替的好氧和缺氧代谢环境，拥有多样化的生物菌群结构和较强的耐冲击负荷能力以及处理有毒或高浓度有机废水的能力。
韩洪军等人研究了SBR法处理煤化工废水中石油烃类，CODCr和石油烃类的去除率可分别达到85.83％和76.39％[3]。然而此时处理后的废水中CODCr和石油烃类分别为185.6mg/l和12.71mg/l，均未达到《污水综合排放标准》一级标准，因此煤化工废水的处理还需联合水解酸化等预处理工艺或者后续的深度处理工艺。
4.3 厌氧工艺
常规厌氧工艺处理煤制气废水仍存在反应器启动困难、处理效能低等问题，所以厌氧工艺处理煤制气废水的研究和工程应用一度处于低潮。国内外学者研究厌氧工艺处理煤制气废水以采用厌氧活性炭滤池工艺、复合式厌氧反应器或稀释进水浓度的手段为主，并且大多数报道是基于实验室合成煤制气废水的研究。近年来，研究发现共基质的投加能够改善煤制气废水的厌氧处理效能，其中，多环芳烃和杂环类难降解有机物均有不同程度的转化和降解，废水的好氧降解性能能够得到显著提高。
5 深度处理技术
5.1 非均相催化臭氧
非均相催化臭氧氧化技术能够克服臭氧水溶性差、选择性低等缺陷，提高有机物的矿化效率，特别是有毒害和难生物降解物质的去除，广泛应用于水中污染物的降解。许多研究表明，利用金属氧化物负载于活性炭表面制备的催化剂，能促进臭氧向羟基自由基的分解，有利于难降解物质的降解、矿化和提高臭氧利用效率[4]。
5.2 膜处理技术
膜生物反应器（MBR）和反渗透工艺是膜技术应用在煤制气废水处理的主要代表。马孟等研究了浸没式超滤和反渗透组合工艺处理煤制气废水，当进水COD、氨氮和电导率为150～300 mg/L、20～40 mg/L 和2140～3500 μS/cm 时，浸没式超滤对COD 和色度的去除率均为10%～20%，对浊度的去除率可达98%以上；反渗透系统对COD 和氨氮的去除率均达80%以上，脱盐率始终保持在97%以上[5]。
5.3电 Fenton法
电Fenton 因其无需投加H2O2、产泥量少、Fe2+ 用量小等优点成为研究的热点，广泛应用于垃圾渗滤液、制药废水、印染废水等工业废水的处理中，并取得了良好效果。韩洪军等人的研究表明，电Fenton 技术作为煤化工废水的深度处理是可行的，并具有广泛的应用性[6]。
6 结论
煤化工行业废水成分复杂，难降解有机物含量高，生物毒性大，且不同项目因煤种、工艺等条件的不同产生的废水水质差异很大，是一种处理难度很高的工业废水。
针对上述问题，主要建议如下：（1）工艺流程方面。煤化工废水水质条件复杂，单一、常规的工艺流程难以满足有效处理的要求。针对不同水质的废水，应在详细分析主要污染物质、生物毒性、可生化性等的基础上，将提高废水可生化性、保障生化工艺运行的物化单元与核心生化单元进行灵活、多级组合，并从反应过程动力学角度调控反应过程，充分发挥生化、物化单元的协同作用。（2）膜技术浓盐水处理方面。因地制宜建设污水回用工程，加快节能降耗的工业化蒸发装备研发并重点解决蒸发器结垢及设备腐蚀问题，研发盐渣无害化处理、资源化利用等技术。在现有工程的基础上，积累操作和管理经验，提高运行管理水平，降低吨水处理成本。
参考文献：
[1].刘相伟. 工业含酚废水处理技术的现状与进展［J］. 工业水处理，1998，18（2）：4-7.
[2].施永生. 煤加压气化废水处理[M]. 北京：化学工业出版社，2001：46.
[3].李志远韩洪军周飞祥刘音颂，Ｓ Ｂ Ｒ法处理煤化工废水中石油烃类的试验研究. 2012.
[4].韩洪军等，非均相催化臭氧处理煤化工生化出水. 哈尔滨工业大学学报，2014（06）：第50-54页.
[5].马孟，靖大为. 煤气化废水回用的浸没式超滤-反渗透的组合工艺[J]. 天津城市建筑学院学报，2009，15（4）：280-284.
[6].韩洪军等，响应面法优化电Fenton深度处理煤化工废水. 哈尔滨工业大学学报，2015（06）：第45-49页.