高浓度煤焦油污水处理及资源化利用

　第１４期 收稿日期：２０１８－０５－０９

作者简介：沈　辉（１９７６—），河北石家庄人，１９９９年毕业于河北科技大学计算机应用专业，山东宝塔新能源有限公司工程师，主要从事加氢生产技术管理工作。

高浓度煤焦油污水处理及资源化利用

沈　辉

（山东宝塔新能源有限公司，山东淄博　２５５１００）

摘要：近几年，煤热解及煤焦油加氢技术逐步成熟，国内煤焦油加工／加氢装置日渐增多。煤焦油中含有约１％－４％高浓度废水，生产过

程中产生大量ＣＯＤ、氨氮、酚含量极高的工业废水，这些有机污染物很难降解，使用常规污水处理方法几乎无法处理，污水中的这些有机污染物也是宝贵的资源，不回收是严重的浪费，还会对环境造成严重污染。因此我们开发出一种高浓度煤焦油污水资源化利用＋污水处理组合工艺，使煤焦油加工过程产生的污水得到了高效环保的处理，使污水中的资源得到有效的回收。关键词：煤焦油；高浓度废水；污水处理；资源化利用中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１４－０２０７－０１

我国是一个富煤贫油少气的国家，因此在未来几十年中，以煤为主的能源结构不会发生根本性改变。有一种＂煤变油＂的工艺路线就是，煤焦油加氢生产燃料油。煤在干馏过程生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体，简称煤焦油。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油（５００～６００℃）、中温煤焦

油（

６００～８００℃）和高温煤焦油（１０００℃左右）。低温煤焦油和中温煤焦油通常脱除酚类后加氢生产柴油、汽油和环烷基油。高温煤焦油加氢制燃料油比中低温煤焦油加氢难度大，主要用途是分离出酚、萘、蒽等多种化工产品。据统计我国煤焦油生产能力可达４０００万吨／年，随着国内煤热解及煤焦油加氢技术

逐步成熟，国内煤焦油加工／

加氢装置日渐增多。煤炭中含有多种元素，在加热过程中转化成各种含有硫、氮、氧等元素的化合物，从煤气中回收的煤焦油，通过静置、加热、蒸馏等方式分离出的水中，含有酚类化合物、氨类化合物、硫化物等多种有毒有害的污染物。煤焦油废水，属高毒性难降解高浓度有机污染废水，其中含有抑制生化处理单元生物菌活性的含盐，含酚杂质等，还有许多其他的有害物质，处理难度大，污染性高，是世界上最难处理的废水之一。

煤焦油加工过程中产生的废水，ＣＯＤ、氨氮含量高，且含有酚类、焦油及盐类，污染物成分非常复杂，采用传统生化工艺很难完全降解。如采用焚烧法处理煤焦油废水，焚烧炉产生的尾气成分复杂，配套尾气回收装置无法完全处理各种污染物，容易造成二次污染。采用电化学氧化法、混凝法处理煤焦油废水存在药剂费用过高，且没有一种药剂能够处理所有的污染物，需多种药剂配合使用，多种药剂容易发生副反应生成杂盐，也会造成二次污染。如使用吸附法处理煤焦油废水，吸附剂吸附杂质后较难完全解吸，吸附容量饱和后，产生固体废弃物，也造成二次污染。目前，使用传统工艺处理煤焦油废水，出水指标很难完全达到《石油炼制工业污染物排放标准》ＧＢ３１５７０－２０１５规定的排放标准，还有可能造成二次污染，严重威胁人类生存环境。

我们经过大量的实践，研究出一种高效处理高浓度、难降

解有机废水的方法－－除油、萃取回收、脱氨、生物处理、后处理的组合工艺，该技术Ｃ

ＯＤ、氨氮、酚类脱除率高，出水色度低，悬浮物少，而且能回收油类、氨水、粗酚等副产品，不产生二次污染。

１　煤焦油污水预处理工艺

１．１　隔油沉淀

从上游工序来的废水首先进入隔油沉淀池，利用密度差异，沉淀分离回收部分油类。隔油沉淀池设置格栅填料，由多个平行的波纹板或栅条等填料，倾斜布置于污水池中，用以节

流悬浮或漂浮的油类。设置格栅填料相当于提高了单位水池容积的分离表面，可提高分离效率，而且不易损坏，维修容易，可对后续处理装置或水泵机组形成保护。在隔油沉淀池中，悬浮油的密度大于废水中的密度时，在重力作用下逐渐下沉到池底，悬浮油的密度小于废水中的密度时，逐渐上升到水面，重油和轻油回收到集油池定期返回焦油原料，使废水得到初步分离。

１．２　絮凝沉降

废水在絮凝沉降槽中，通过向废水投加絮凝剂和助凝剂并充分搅拌，使污水中不能通过自然沉降分离的油份和悬浮物，聚集成较大的片状或团状的絮凝物，并沉降到池底，使废水中的细小悬浮物油类物质从水中分离出来，可降低废水的浊度和色度。废水中的细小悬浮物油类物质和胶体物质重量很轻且带有电荷，相互之间静电排斥，很难聚合沉淀，我们选用专用高分子絮凝剂，带有与悬浮物油类物质和胶体物质相反电荷，中和悬浮物油类物质和胶体物质的电位，可有效地破坏废水中悬浮胶体的稳定性，加速废水中的细小悬浮物油类物质和胶体物质聚集，结合成片状或团状的絮状物而沉淀。

１．３　气浮分离

废水在气浮分离池中，以大量微小气泡为核心不断粘附废水中的悬浮污染物结合成大片状絮凝颗粒，上浮到水面，进一步降低废水中油类和ＣＯＤ含量。为提高处理效率，废水进入气浮分离池后，先加入浮选剂，然后充分搅拌，使浮选剂与悬浮污染物充分结合，相互附聚，破坏乳化油的稳定性。气泡发生器将大量微小气泡送入气浮分离池，并使气泡均匀的扩散，气泡与悬浮污染物和浮选剂的络合物互相吸附结合成絮凝体上浮与废水分离。

１．４　过滤分离

废水进入石英砂过滤器、聚苯乙烯球过滤器吸附去除污水中的微量浮油。石英砂过滤器内填料是以石英砂和无烟煤为主。如单独使用石英砂，虽然石英砂颗粒较小，出水水质好，但废水中的污染物在石英砂填料上穿透层较浅，难以有效利用整个反应器的吸附容量，且石英砂吸附污染物后容易板结，不容易反洗，因此在石英砂上面设置一层颗粒大、密度小的无烟煤。无烟煤棱角多，孔隙率要比石英砂大，可容纳更多的污染物，且易于反洗。在聚苯乙烯球过滤器中主要吸附分子极性较强的污染物，这些极性污染物亲水性强，与水乳化结合，较难分离，需使用分子极性较强的吸附剂聚苯乙烯球等填料。废水经过

吸附处理后，废水中的Ｃ

ＯＤ、油类、悬浮物进一步降低，可降低后续废水处理工序操作难度。

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