煤化工有哪些废水如何处理？

煤化工行业因工艺复杂（涵盖煤制焦炭、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制天然气、煤制油等），产生的废水种类多、水质差异大、污染物浓度高且难降解（含酚、氰、氨氮、多环芳烃、杂环化合物等）。需根据废水的 “来源 - 水质特征” 采用分质分类处理 + 组合工艺，核心目标是 “达标排放” 或 “资源化回用”（部分场景需零排放）。

一、煤化工废水的主要分类及水质特征

煤化工废水按 “工艺环节” 可分为核心工艺废水（污染物浓度高、难处理）和辅助系统废水（污染物浓度低、易处理），具体分类及特点如下表：

废水类别主要来源核心水质特征典型污染物示例

1. 焦化废水	煤制焦炭工艺（炼焦、煤气净化、焦油回收）	高酚、高氰、高氨氮、高 COD，水质复杂且波动大，含难降解多环芳烃（PAHs）	苯酚、氰化物（CN⁻）、氨氮（NH₃-N）、苯并芘
2. 气化废水	煤气化工艺（水煤浆气化、干煤粉气化，如德士古、壳牌气化）	高 COD（2000-10000mg/L）、高氨氮（500-2000mg/L）、含悬浮物（煤尘、灰分）	甲醇、甲酸、氨氮、煤粉颗粒
3. 液化废水	煤直接液化 / 间接液化（煤制油，如神华煤制油项目）	高油分（乳化油为主）、高 COD（5000-15000mg/L）、含硫化物、酚类	重油、硫化物（S²⁻）、酚类、长链烃
4. 合成工艺废水	后续合成环节（如甲醇合成、烯烃聚合、二醇生产）	低至中 COD（500-3000mg/L），含特定有机杂质（如醇类、类、有机酸）	甲醇、二醇、酸、二甲
5. 循环冷却废水	各工艺装置的循环冷却水系统（如气化炉、合成塔冷却）	低 COD（<200mg/L）、高盐（TDS 3000-8000mg/L）、高硬度（钙镁离子）	Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻
6. 生活及杂用废水	厂区生活污水、地面冲洗水、设备清洗水	低 COD（<500mg/L）、含悬浮物、少量有机物，水质稳定	COD、BOD₅、悬浮物（SS）、表面活性剂

二、各类废水的典型处理工艺

煤化工废水处理需遵循 “预处理→生化处理→深度处理→（可选）零排放处理” 的核心逻辑，不同废水的工艺组合差异主要体现在 “预处理” 和 “生化工艺选择” 上。

1. 焦化废水：重点解决 “酚 / 氰去除 + 氨氮脱除 + 难降解有机物降解”

焦化废水是煤化工Zui难处理的废水类型，需多段工艺协同，典型路线如下：

预处理：降低毒性、去除易分离污染物

隔油 + 气浮：去除浮油和乳化油（油含量从 100-500mg/L 降至 < 10mg/L），避免后续工艺堵塞。

蒸氨处理：采用 “蒸汽蒸氨” 或 “碱性蒸氨”，将高氨氮（1000-3000mg/L）降至 100-200mg/L，同时回收氨水（可回用至煤气净化）。

破氰反应：加次（NaClO）将氰化物（CN⁻，5-50mg/L）氧化为无毒的 CO₂和 N₂，确保后续生化系统不受毒害。

生化处理：降解有机物 + 脱氮

厌氧段：分解部分难降解有机物（如杂环化合物），提高废水可生化性（B/C 比从 0.2-0.3 提升至 0.35-0.45）。

好氧段：通过硝化菌将氨氮转化为硝态氮（NO₃⁻），同时降解酚类、COD（COD 从 5000-8000mg/L 降至 500-800mg/L）。

MBR 膜：截留活性污泥，提高污泥浓度（MLSS 达 8000-12000mg/L），强化污染物去除，出水 SS<5mg/L。

主流工艺：A/O（厌氧 - 好氧）+ 缺氧反硝化，或升级为A²/O（厌氧 - 缺氧 - 好氧）+ MBR（膜生物反应器）。

深度处理：达标排放或回用

氧化（AOPs）：采用 “Fenton 氧化（H₂O₂+Fe²⁺）” 或 “臭氧催化氧化”，降解剩余难降解有机物（如 PAHs），COD 可进一步降至 100-150mg/L。

膜分离：若需回用（如循环冷却补水），加 “NF（纳滤）+ RO（反渗透）”，去除盐类和微量有机物，出水 TDS<100mg/L，满足回用标准。

2. 气化废水：重点解决 “高 COD + 高氨氮 + 悬浮物去除”

气化废水（如煤制甲醇 / 烯烃的气化环节废水）水量大（占煤化工总废水量的 40%-60%），典型处理路线：

预处理：除悬浮物 + 脱酚 + 降氨氮

混凝沉淀：加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），去除煤尘、灰分等悬浮物（SS 从 500-1000mg/L 降至 < 50mg/L）。

溶剂脱酚：用 “甲基异丁基酮（）” 或 “苯” 萃取酚类（酚含量从 500-1500mg/L 降至 < 50mg/L），回收的酚可回用于工艺或销售。

高氨氮处理：若氨氮 > 1000mg/L，先采用 “高压蒸汽汽提” 脱氨（降至 100-300mg/L）；若氨氮较低（300-500mg/L），直接进入生化系统。

生化处理：高效降解 COD

厌氧段（UASB/IC）：在高温（35-55℃）下，厌氧微生物降解 80%-90% 的易降解 COD（如甲醇、甲酸），COD 从 8000-12000mg/L 降至 1000-2000mg/L。

好氧段：进一步降解剩余 COD，同时硝化脱氮，出水 COD<300mg/L、氨氮 < 20mg/L。

主流工艺：UASB（上流式厌氧污泥床）+ 好氧生物接触氧化，或 “IC（内循环厌氧反应器）+ MBR”。

深度处理：回用或零排放衔接

若需回用至循环水：采用 “臭氧氧化 + 多介质过滤 + RO”，出水 COD<50mg/L、TDS<200mg/L。

若需零排放：深度处理后进入 “浓盐水处理系统”（如 DTRO 碟管式反渗透浓缩 + MVR 蒸发结晶），实现盐类回收（NaCl/Na₂SO₄）和水回用。

3. 液化废水（煤制油废水）：重点解决 “高油分 + 高硫化物”

煤直接液化废水含大量乳化油和硫化物，处理核心是 “破乳除油 + 脱硫”：

预处理：破乳除油 + 脱硫

破乳处理：加破乳剂（如聚类），通过 “加热（40-60℃）+ 离心分离” 或 “气浮”，去除乳化油（油含量从 1000-5000mg/L 降至 < 50mg/L）。

脱硫：加氢氧化钙（Ca (OH)₂）或氢氧化钠（NaOH），将硫化物（S²⁻）转化为硫化钙（CaS）沉淀，硫化物从 100-500mg/L 降至 < 10mg/L。

生化处理：参考气化废水工艺

采用 “A/O + MBR”，降解 COD 和氨氮，出水 COD<300mg/L、氨氮 < 20mg/L。

深度处理：氧化 + 膜分离

因含少量长链烃，需加 “催化臭氧氧化” 降解难降解有机物，再用 RO 脱盐，满足回用要求。

4. 循环冷却废水：重点解决 “阻垢 + 杀菌 + 脱盐”

循环冷却废水水量Zui大（占总废水量的 50%-70%），但污染物浓度低，处理目标是 “循环回用、减少新鲜水消耗”：

常规处理：旁滤 + 药剂投加

旁滤系统：通过石英砂过滤器去除悬浮物（SS 从 100-300mg/L 降至 < 20mg/L），防止换热器结垢。

阻垢 / 缓蚀 / 杀菌：投加阻垢剂（如有机膦酸盐）、缓蚀剂（如锌盐）和杀菌剂（如次），控制循环水硬度（Ca²⁺+Mg²⁺<1000mg/L）和微生物滋生（异养菌 < 10⁵个 /mL）。

浓缩回用：脱盐处理

当循环水浓缩倍数达 4-6 倍（TDS>8000mg/L）时，部分排水需脱盐处理：采用 “UF（超滤）+ RO” 或 “电渗析（EDR）”，脱盐后回用至循环水系统，新鲜水补充量减少 30%-50%。

5. 生活及杂用废水：简单生化处理

厂区生活污水、地面冲洗水等，水质类似城市生活污水，处理工艺简单：

采用 “格栅 + 调节池 + 生物接触氧化 + 沉淀池 + 消毒”，出水 COD<50mg/L、BOD₅<10mg/L，可直接排放或回用至厂区绿化、地面冲洗。

三、煤化工废水处理的核心原则与趋势

分质分类处理：核心工艺废水（焦化、气化、液化）单独预处理，避免与低浓度废水混合导致 “处理成本升高”；辅助废水（循环冷却、生活污水）可集中处理，提高效率。

资源化优先：优先考虑废水回用（如循环冷却补水、工艺补水），减少新鲜水消耗；高价值污染物（如酚、氨）回收利用，降低处理成本（如焦化废水蒸氨回收的氨水可回用）。

零排放趋势：对于缺水地区（如内蒙古、宁夏、新疆），核心工艺废水经深度处理后，浓盐水通过 “分盐结晶（纳滤分盐）+ MVR 蒸发” 实现 “水全回用、盐资源化”（如 NaCl/Na₂SO₄作为工业盐销售），避免杂盐危废产生。

总结

煤化工废水处理的关键是 “针对性预处理 + 高效生化 + 深度净化”，不同废水需匹配差异化工艺（如焦化废水侧重酚氰脱除，液化废水侧重破乳除油）。未来随着 “双碳” 和 “零排放” 政策收紧，“低能耗工艺（如光伏驱动 MVR）”“智能运维（在线监测 + AI 优化）”“污染物全资源化” 将成为主流方向。