煤化工废水处理的研究进展

煤化工废水处理的研究进展

一、研究背景与问题提出

1.研究背景

煤化工（包括煤气化、煤液化、煤焦化、合成化工等）是中国能源结构中的重要组成部分，在保障国家能源安全、推进煤清洁高效利用方面具有战略地位。但其生产过程中排放的废水具有“高浓度、高毒性、高盐分、难降解”等典型特征，是当前工业废水治理中的重难点问题之一。

2.废水特点总结

COD高：达1000–10,000 mg/L；

含有毒污染物：如酚、氰、杂环类、苯系物、硫化物；

含氮量高：氨氮、氰氮、总氮浓度高；

高盐：含Cl?、SO???、Na?等，TDS往往超过10,000 mg/L；

生化性差：BOD/COD低(<0.1)，直接生物处理效果差。

二、典型煤化工废水来源分类

1.来源分类#

 

三、主要研究与处理技术路线

1.主要研究与技术路线

煤化工废水治理多采用“预处理 主处理 深度处理 资源化回用”的组合工艺，研究重点集中在难降解污染物的破坏与转化、高盐浓水的处理与资源化以及系统节能优化等方面。

2.预处理阶段

（1）目的：

去除大颗粒、油脂、部分可沉物质与部分有毒有机物，为后续处理创造条件。

（2）常用技术：

混凝沉淀(FeCl?、PAM)：去除部分胶体、有机物；

气浮除油(DAF)：处理油类污染；

调节pH、曝气预氧化：改善后续生化可行性。

（3） 研究进展：

开发高效复合絮凝剂(如MOF复合、磁性PAM)；

采用超声、微波辅助絮凝提升混凝效率；

膜前臭氧催化氧化(如MnOx/MgO催化剂)增强可生化性。

2.主处理阶段

① 生物处理法

适用于COD、氨氮及部分易生物降解污染物

常规法：A/O、AOA、SBR、MBR

强化法：

耐盐好氧颗粒污泥(SAGS)；

厌氧氨氧化(ANAMMOX)；

生物电化学反应器(MFC, MEC)；

微氧–好氧交替运行(SBBR等)。

? 研究热点：

耐盐、抗毒微生物菌群筛选；

EPS调控/金属辅助颗粒形成；

电生物协同系统(微电场提升传质和反应速率)。

② 化学氧化法

用于处理酚类、呋喃、杂环等难生物降解组分

高级氧化技术(AOPs)：

臭氧催化氧化(O? MnOx)；

Fenton/Fenton-like(Fe?? H?O?)；

电催化氧化、光催化(TiO?等)；

湿式氧化(WPO、SCWO)等。

? 研究热点：

开发低能耗、高稳定催化剂(Mn-Cu-Ce、Fe-MOF)；

组合耦合AOPs(O?-Fenton、光-Fenton)；

智能调控气水比、pH、电压条件实现节能最优控制。

3.高盐水与浓缩液处理

（1）技术路径：

膜分离技术(UF RO/NF/DTRO)：用于脱盐水回用；

蒸发结晶/强制循环结晶：实现近零排放(ZLD)；

盐分资源化：NaCl、Na?SO?提取。

（2）瓶颈与热点：

膜污染严重(VOCs 高COD)；

蒸发能耗高，结晶副产物难利用；

正研究：DTRO 机械蒸汽压缩(MVC) 结晶集成系统。

4.深度处理与回用

活性炭吸附、臭氧-BAF、纳滤/反渗透处理末端水；

指标目标：COD < 30 mg/L、氨氮 < 5 mg/L、TDS < 1000 mg/L；

回用于冷却水、锅炉水、循环工艺水等。

 

四、煤化工废水处理研究趋势与发展方向

1.研究趋势与发展方向#

 

 

五、案例与典型工程应用

 

1.案例与应用

 

 

六、进展总结

煤化工废水处理是多污染协同、过程复杂的系统性挑战，当前研究正向以下方向深入推进：

1.从污染控制向资源回收与能量利用过渡；

2.从单技术突破到工艺集成与智能优化系统升级；

3.从末端治理向全过程、全生命周期环保设计。