通常煤化工行业生产的废水包含煤制油废水、煤气化废水、焦化废水等类型，不同废水在水质上存在显著差异，对废水处理技术也提出了一定要求。当前常用预处理+生物处理+深度处理工艺进行废水处理，但在实际应用上仍存在出水不达标、运行不稳定现象，对其进行技术改进与工艺升级提出了迫切要求。
1、煤化工废水处理技术分析
1.1 预处理工艺
1.1.1 回收酚氨
采用萃取法进行废水脱酚处理，选取甲基异丁基酮、二异丙基醚等作为萃取剂，将含酚废水冷却后送入萃取塔上部，利用循环油泵将萃取剂打入塔底，令废水与萃取剂在塔中逆流接触后，提取出废水中的酚并将其转移至溶剂油中，使溶剂油从塔顶进入到碱洗塔，经由化学反应后生成酚盐，脱酚后的溶剂油进入油槽中循环利用。利用萃取法进行废水处理可使脱酚率达到80%、脱氰率达到约50%，且能够有效回收酚盐，然而废水的碱度将一定程度上影响到脱酚率，且选用的萃取剂部分溶于水，仍需针对废水作进一步处理。采用蒸汽汽提法进行废水脱氨处理，可有效去除废水中的易挥发性物质，但其处理过程需在高温高压环境下进行，易引发设备严重腐蚀问题，造成较大能耗。
1.1.2 去除油类与悬浮物
当前常采用混凝沉淀法、气浮法、沉淀法等工艺处理废水中的油类物质与悬浮物。以气浮法为例，该方法具有便于排渣、除油效果好、预曝气等优势，但在处理过程中易产生释放器堵塞问题，且能耗较大。在针对焦化废水进行预处理时，通常选取在气浮装置前部加装过滤器，用于提升废水处理效果、大限度减少废水的含油量，为后续生化处理创设便捷条件。
1.1.3 难降解有机物处理
煤化工废水中多含有以含氮杂环化合物为代表的难降解有机物与以高浓度致癌性多环芳烃为代表的毒性物质，常选用超声波氧化、铁碳微电解等技术破坏这类有机物的分子结构，实现废水预处理，降低后续生化处理难度。
1.2 生物处理工艺
1.2.1 新型生物膜反应器
选取密度与水接近的生物填料用于在生化前端高负荷脱COD，还可用于生化后端脱除氨氮。采用移动床生物膜反应器处理废水可使COD去除率超过80%、酚去除率达到90%，且装置体积较小、具备良好的抗冲击负荷能力，搭配高效脱氮菌强化系统可使脱氮率接近，但该处理工艺对于载体流化性能、反应器设计提出了较高的要求。
1.2.2 生物强化技术
采用生物强化技术进行废水处理，选取经由基因技术培育的高效工程菌种添加到生化处理系统中，用于将废水中的酚类物质转化为可降解物质，能够有效提高COD、氨氮、TP去除率。部分工程在处理焦化废水时，选取微生物、酵母菌加入到流化床生物反应器内，然而却未能达到理想的氰化物去除效果，这与废水中有机物含量不足、氰化物降解速率较低、菌胶团沉降性能不佳存在密切关联。
1.3 深度处理工艺
在针对煤化工废水进行深度处理时，常用方法包含絮凝法、吸附法、电化学氧化法等。以絮凝法为例，絮凝剂大体包含金属盐类絮凝剂、高分子絮凝剂两种类型，其中高分子絮凝剂又分为有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂、无机高分子絮凝剂等，在佳工艺条件下COD去除率可达到27%~32%，其处理效果有限。采用掺硼金刚石膜电极BDD处理焦化废水，其矿化率可接近，能够有效去除生化出水中的氨氮，但该工艺的运行成本较高，不易开展实际操作。
1.4 膜分离技术
在膜生物反应器处理技术的基础上，采用双膜技术进行废水处理，利用超滤膜过滤进水中的有机物、降低超滤进水的浊度、延长膜的寿命，运用反渗膜滤除进水的COD与有机物，可同时起到降低COD含量、脱色、脱盐作用，出水可直接作为生产循环用水回用。
2、煤化工废水处理工艺应用的具体改进策略
2.1 工程概况
以某煤制化肥项目为例，该项目以长焰煤作为主要原料、以BGL碎煤加压气化技术作为主要生产工艺，可年产1000kt合成氨、1750kt尿素。该项目在废水处理上建有三大水站，其中污水处理站基于EBA工艺处理酚氨废水与生活废水，处理水量为330~370m3/h，致力于实现生化出水回用，回用水站用于处理循环水站与脱盐水站排水、污水站深度出水，处理水量可达700~800m3/h，浓盐水站用于处理回用水站的反渗透浓水，处理水量约为160m3/h，并将处理后的高浓盐水送入蒸发结晶器中。
2.2 出水COD高问题
通过收集该污水站在2016年7月至2018年4月的进出水COD含量变化数据可以发现，在系统运行初期其出水浓度不超过50~80mg/L，2017年3月后出水COD含量呈小幅上升趋势，2017年12月出水COD含量超过100mg/L，待2018年4月出水COD再次下降到80mg/L以下。造成该现象的主要原因如下：其一是受酚类、氰化物等物质的冲击，影响到前端酚氨回收装置的运行稳定性，对BE池、生化池内的生化生长产生抑制作用，导致COD降解效率下降，其二是BE池、高密度沉淀池斜管破裂问题，使BE池内生物量下降、出水SS进入臭氧氧化池中，削弱其对于COD的氧化降解能力，其三是好氧段污泥浓度降至3000~3300mg/L以下，增大处理负荷、产生较多泡沫，其四是BAF曝气管发生局部堵塞问题，引发曝气不均现象，影响到生物处理效果。
为改善出水COD高问题，可首先从A/O好氧段打入污泥，使污泥回流至BE池，令BE池内污泥浓度提高到5000mg/L，其次采用共基质生物刺激方法，选取甲醇投入到A/O池内，用于提升有机物的厌氧降解性能，起到消泡作用，再次增大事故池回流比，借此降低进水COD浓度与处理负荷，并培养A/O池优势菌种，后需把握停车检修契机进行损坏设备的维修或更换，确保将出水COD值控制在80mg/L以内。
2.3 出水氨氮高问题
该污水处理站在2016年7月至2017年11月期间的出水氨氮始终不超过15mg/L，多数时间稳定低于1mg/L，然而在2017年11月、2018年2月出现过两次规模较大的氨氮冲击现象，导致其进水氨氮浓度为450~500mg/L。究其原因主要体现在以下三方面：其一是氨氮与有毒物质冲击，导致废水生物毒性增强，且影响到微生物的繁殖，其二是反硝化过程中碳氮比为(1.7~2.8)∶1，无法为反硝化反应提供适宜条件，导致出水氨氮浓度上升，其三是碳酸盐碱度较低。
为改善出水氨氮高问题，可首先加强对酚氨回收装置的排查工作，将进水氨氮浓度控制在350mg/L以内，其二是选取甲醇溶液经由消泡管加入到A/O池中，令碳氮比提高到4∶1以上，其三是选取Na2CO3加入到A/O池中，提高水样中的碳酸根碱度，使出水氨氮值降至0.5~2mg/L以下，保障生化处理系统恢复正常运行状态。
2.4 泡沫与臭气问题
当前生化处理系统中的泡沫问题较为严重，泡沫类型包含化学泡沫、生物泡沫两种，多由进水浓度过高、污泥浓度较低、曝气量过大等原因导致。同时，在废水蒸发、生物代谢、添加药剂等环节还会产生甲醇、臭氧类恶臭性气体与H2S类有毒气体，造成空气污染。
针对生化池中的泡沫进行处理，可选取氮气气浮除油+EC外循环厌氧高速回流+BE生物增浓低溶解氧曝气组合工艺进行前处理，用于减少泡沫产生量，选用玻璃钢防护罩、消泡钢管安装在A/O池与BE生物增浓池上方，防止泡沫溢出，并通过喷洒甲醇溶液使泡沫快速溶解，起到消泡作用。同时，在罩顶采用负压抽吸法收集臭气，在处理间进行集中除臭。
电镀是利用电解原理在某些金属或非金属表面镀上一层其他金属或合金的方法。电镀能提高基体的美观性、耐磨性、耐蚀性等性能。然而，电镀行业是全球三大污染行业之一。电镀废水的排放占据工业废水排放总量的10%，而且在排放的电镀废水中有超过1/3的电镀废水并未得到有效治理,其中含有金、银、铜、铬、锌、镉、镍等重金属污染物及及化物等成分。另外，电镀废水得不到有效治理和回用，也在一定程度上加重了社会用水压力。因此，如何有效进行电镀废水治理和回用成为了一个亟待解决的难题。
1、电镀废水治理与回用的现状
电镀废水具有成分复杂且不易控制、水质变化幅度大、污染性强等特点。通常将电镀废水分为含锯废水、含氰废水、酸性废水和碱性废水四类。当下，电镀废水治理与回用主要面临以下几个问题：
(1)电镀废水分类不合理。随着现代电镀行业中各种新技术、新工艺、新材料的运用，电镀废水中的污染物也变得越来越复杂。国内有关电镀行业的文献指出，电镀废水少则分为3~5类，多达数十类。电镀废水分类不清晰、不合理,导致电镀废水治理与回用的难度加大、成本上升。
(2)电镀废水治理回用率不高。在清洁生产的带动下，电镀废水的回用率已经有了大幅提升，特别是膜处理、纳滤、离子交换等新技术的应用提高了电镀废水的处理水平。但整体而言，我国电镀废水的回用率并不高，尤其是对电镀废水中有机物的处理效果不理想。尽管现代电镀废水治理回用技术对金属离子的处理效果已有了长足的进步，但废水治理回用装置的稳定性较差，难以满足工业化排污标准的要求。
(3)电镀废水治理回用达标率不高。随着《电镀污染物排放标准》、《电镀水污染物排放标准》、《污水综合排放标准》等一系列规章制度的颁布施行，电镀污染物排放相比原先有了明显的进步。但相当一部分企业的电镀废水治理工艺、电镀废水治理设备仍难以达到标准要求。
2、电镀废水治理与回用的主流技术工艺
2.1 化学法
化学法主要是通过氧化还原反应或中和反应,将电镀废水中的有毒物质分解为无毒物质，或者通过化学反应以金属沉淀或气体浮出的形式除去有害物质。化学法大致可以分为沉淀法、还原法、氧化法和气浮法等。沉淀法是电镀废水处理的常见方法。采用沉淀法有助于除去电镀废水中的重金属离子和硫化物，但存在处理不彻底、容易产生二次污染等缺点。还原法和氧化法主要是通过加入还原剂和氧化剂除去电镀废水中的有害物质，或者将有毒物质氧化为低毒或无毒成分，适用于处理含锯废水。气浮法主要是用高压水泵将水加压到几个大气压并注入溶罐中，使气、水混合成溶气水，再通过减压将电镀废水中的凝聚状物质以浮渣形式排除。该方法绿色环保，发展潜力巨大。
2.2 电化学法
电化学法被誉为电镀废水处理中的“环境友好”工艺，常见的方法有电解法、原电池法、电渗析法和电凝聚气浮法等。电解法主要是利用电解原理进行废水处理，以回收重金属。电解法能够同时去除废水中的多种金属离子，其具有泥渣产量少、占地面积小和净化效果好等优点。但电解法大量消耗电能和钢材，导致成本太高。原电池法通常以颗粒炭等惰性物质为阴极、以铁屑为阳极,按照原电池反应原理处理废水。电渗析法是将阴、阳离子交换膜交替地排列于正负电极之间，利用离子交换膜的选择透过性进行废水的浓缩、淡化、精制和提纯处理，达到废水回用的目的。电凝聚气浮法以电解处理中产生的微气泡为气浮载体，携带废水中的絮体上浮,达到净化水质及循环回用的目的。
2.3 生物法
生物法是通过微生物代谢的方式改变电镀废水中重金属离子的装填，或者通过微生物菌群的生物凝聚、吸附作用去除重金属离子，主要包括生物凝聚、生物吸附和生物化学三种方法。生物凝聚法是通过生物菌自身较高的电荷或较强的亲水性、疏水性特征，在电镀废水中形成一种网状三维结构，使重金属离子沉淀，其具有安全无毒、受外界影响小、易于工业化实现等优点。生物吸附法使用菌体和藻类作为提取物去除重金属，但受电镀废水温度、pH值、化学形态、其他离子含量等因素影响较大大卩之微生物菌群容易受环境影响，因而实际应用效果并不理想。生物化学法通过微生物与电镀废水中的金属离子发生化学反应，将可溶性离子转为不溶性化合物去除，其具有选择性强、吸附容量大等优点，但菌群培养基的消耗量大、成本较高。
2.4 物化处理
物化处理主要是通过离子交换、膜分离、吸附剂等方法去除电镀废水中的杂质，也是现代工业中常用的电镀废水治理回用技术，以离子交换技术、膜分离技术和活性炭吸附法为主要代表。离子交换法是利用离子交换剂分离电镀废水中有害物质的方法,但该技术所产生的溶液酸碱度较高，容易造成电镀废水的二次污染。膜分离技术是电镀废水处理中前景好的技术。通过膜分离纳滤和反渗透，不仅能有效地截留电镀废水中的重金属离子，还能对电镀废水中的有机污染物或无机污染物进行分离，废水甚至可以达到饮用水标准，具有极高的回用价值。活性炭吸附法通常用于含锯废水或含氰废水的处理,废水治理安全、可靠，但吸附容量小，不利于工业化应用。
