煤化工废水处理技术

经过多年的发展，我国现代煤化工产业取得了系列成果，多项技术和产业化进程位居世界前列，相继建成了一批工业化示范项目，其产能和产量均列世界首位，现在正在进入高质量绿色发展的新阶段。我国煤化工项目大多集中在新疆、内蒙古、宁夏、陕西、山西等西北地区，与国家黄河流域生态保护和高质量发展战略区高度重合，这些地区煤炭资源丰富而水资源缺乏，生态环境承载能力相对薄弱，国家生态保护的红线要求对煤化工项目水资源的获取和污染物排放提出了更严格的要求。现代煤化工项目高耗水量，末端排放的高盐废水处理难，费用高，这些问题是制约其发展的重要因素。

为了以实际行动贯彻落实“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略目标，促进我国煤化工废水处理技术与装置的发展，中化化工科学技术研究总院有限公司基于多年来煤化工废水研究、设计、施工的实际经验，并结合当下煤化工废水处理技术的进展，编写了本书，以期为推动我国煤化工废水处理的绿色发展贡献一份力量。

本书共分为12章，系统论述了煤化工废水处理技术。梳理了煤气化、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、焦化、煤制兰炭、煤制二甲醚和煤制乙二醇等10个细分领域的废水处理技术和工艺，分析和总结了典型煤化工废水处理及工程案例，后对煤化工废水“零排放”技术进行了讨论。

杨林、马宝岐负责本书编写提纲的制定，并承担统稿、修改和定稿工作。

本书参考了国内许多研究者的相关研究成果，在此深表谢意！中国石油和化学联合会副会长傅向升、中国工程院院士、南京大学环境学院院长任洪强在百忙之中提出了有益的定稿意见并为本书作序，在此一并表示诚挚的感谢！

由于本书内容涉及的学科广泛，编者经验不足，水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请读者和同行不吝指正，以便以后修订。

编者

2022年6月12日

本书系统阐述了煤化工废水的来源、水质特征及煤化工废水处理技术。具体包括煤气化废水处理、煤制合成氨废水处理、煤制甲醇废水处理、煤制油废水处理、煤制天然气废水处理、煤制烯烃废水处理、焦化废水处理、兰炭废水处理、煤制二甲醚废水处理、煤制乙二醇废水处理、煤化工废水“零排放”技术。每种技术均结合案例进行了介绍，具有较强的技术应用性和针对性。 本书可供煤化工行业相关企业、环保公司及工业污水处理厂工程技术人员和科研人员参考，也可供高等学校环境工程、市政工程、化学工程及相关专业师生参阅。

杨林，河北省石家庄市人，博士，教授级高级工程师，中化化工科学技术研究总院有限公司党委书记、执行董事、总经理。2008年毕业于北京理工大学应用化学专业，获工学博士学位，西班牙Universidad Politécnica de Madrid访问学者。现为科学技术部在库专家，中国石油和化学工业联合会理事，中国化工学会理事。曾主持国家科技重点研发计划、省部级重大专项数项。马宝岐，山东省栖霞市人，1962年毕业于陕西工业大学化工系。西安石油大学资深教授，斯坦福大学高级访问学者，享受国务院政府特殊津贴专家。先后负责完成13项工程项目的设计与施工，完成国家和省部级研究项目14项，获省部级科技成果二等奖5项，三等奖5项。编著出版专著和教材13部，发表论文170余篇。秦志伟，江苏省如皋市人，高级工程师。本科毕业于南京工业大学应用化学专业，北京理工大学生物工程专业硕士研究生。现任中化化工科学技术研究总院有限公司总经理助理、运营总监、环境公司总经理。出版专著2部，授权专利10余项。曾参加多项国家863项目、省部级科研攻关项目，承担多项企业标准的编制及科研项目开发、应用工作。王柱祥，河北省唐山市人，1984年7月毕业于河北工业大学无机化工专业，高级工程师，天津市创举科技股份有限公司董事长，天津市优秀企业家。带领团队取得授权专利59项，参与主持"国家火炬计划项目""国家科技型中小企业技术创新基金重点项目"等及市级科研项目四十余项，并在化工行业核心期刊发表论文数十篇。

1绪论001

1.1我国现代煤化工的发展001

1.1.1发展现状001

1.1.2制约因素002

1.2煤化工废水来源和特征004

1.2.1废水来源和分类004

1.2.2废水中的污染物004

1.2.3煤化工废水特征008

1.3煤化工废水处理的进展009

1.3.1煤化工废水处理技术009

1.3.2废水处理的问题分析010

1.3.3废水处理的制约因素012

1.3.4废水处理的发展建议012

参考文献013

2煤气化废水处理技术015

2.1概述015

2.1.1煤气化工艺简介015

2.1.2废水来源及特征018

2.2煤气化废水处理技术研究进展022

2.2.1实验室研究022

2.2.2中试研究029

2.3煤气化废水处理工程实例036

2.3.1改良SBR工艺036

2.3.2多级A/O MBR工艺038

2.3.3MBBR改进型两级A/O工艺040

2.3.4高氨氮废水A/O处理工艺041

2.3.5BioDopp工艺处理鲁奇气化废水工艺042

2.3.6褐煤气化废水处理工艺043

参考文献044

3煤制合成氨废水处理技术049

3.1概述049

3.1.1煤制合成氨工艺简介049

3.1.2合成氨废水来源及特征050

3.2合成氨废水回收利用技术051

3.2.1合成氨废水回收制碳酸氢铵051

3.2.2废稀氨水回收制取碳化母液051

3.2.3合成氨废水回收制取硫酸铵052

3.2.4废稀氨水蒸馏回收制取液氨052

3.2.5合成氨废水的闭路循环利用053

3.3合成氨废水处理方法054

3.3.1物化处理法054

3.3.2化学氧化法055

3.3.3化学沉淀法056

3.3.4生物处理法056

3.3.5其他方法057

3.4合成氨废水处理工程实例058

3.4.1分段进水多级A/O工艺058

3.4.2A/O MBR复合生物脱氮工艺060

3.4.3循环活性污泥工艺062

3.4.4CASS BAF工艺064

3.4.5SBR BAF工艺067

3.4.6MAP A/O工艺069

3.4.7IMC生化工艺071

3.4.8CASS MBBR工艺072

3.4.9改良SBR工艺074

3.4.10A/O回用水工艺076

3.4.11物化预处理 A/O组合工艺077

3.4.12EM BAF工艺079

参考文献081

4煤制甲醇废水处理技术084

4.1概述084

4.1.1煤制甲醇工艺简介084

4.1.2甲醇废水的来源和特点085

4.2煤制甲醇废水处理工艺简介086

4.2.1物理法086

4.2.2化学法087

4.2.3生物法087

4.2.4处理方法优缺点比较090

4.3煤制甲醇废水处理工程实例091

4.3.1SBR工艺091

4.3.2水解酸化 二级串联厌氧组合处理工艺104

4.3.3回用水利用工艺107

4.3.4预处理 A/O 絮凝沉淀 BAF工艺113

4.3.5废水处理零排放工艺117

参考文献121

5煤制油废水处理技术123

5.1概述123

5.1.1煤制油技术简介123

5.1.2煤制油废水的特点125

5.2煤液化制油废水处理工程实例125

5.2.1煤直接液化制油废水处理125

5.2.2煤间接液化制油废水处理135

参考文献140

6煤制天然气废水处理技术142

6.1概述142

6.1.1煤制天然气技术简介142

6.1.2煤制天然气的废水特征143

6.2大唐克旗煤制天然气废水处理项目144

6.2.1项目简况144

6.2.2废水处理145

6.3新疆庆华煤制天然气废水处理项目150

6.3.1项目简况150

6.3.2废水处理152

6.4内蒙古汇能煤制天然气废水处理项目154

6.4.1项目简况154

6.4.2废水处理154

6.5伊犁新天煤制天然气废水处理项目156

6.5.1项目简况156

6.5.2废水处理157

参考文献159

7煤制烯烃废水处理技术161

7.1概述161

7.1.1煤制烯烃工艺简介162

7.1.2废水的来源及特征162

7.2煤制烯烃废水处理常见问题及对策163

7.3煤制烯烃废水处理工程实例165

7.3.1神华包头煤化工分公司煤制烯烃项目165

7.3.2神华新疆化工有限公司煤制烯烃项目167

7.3.3中安联合煤化工有限责任公司煤制烯烃项目174

7.3.4蒲城清洁能源化工有限公司煤制烯烃项目179

7.3.5大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司煤制烯烃项目180

参考文献182

8焦化废水处理技术183

8.1概述183

8.1.1废水来源184

8.1.2废水组成185

8.1.3焦化废水水质186

8.2焦化废水深度处理的研究进展187

8.2.1深度处理的作用187

8.2.2深度处理新技术190

8.3焦化废水处理工程实例196

8.3.1SDN 高级氧化工艺198

8.3.2O/A/O/O工艺204

8.3.3预曝气 A/O 深化处理205

8.3.4UF NF RO三膜工艺207

8.3.5除油 蒸氨脱酚 A/O218

参考文献225

9煤制兰炭废水处理技术227

9.1兰炭废水的来源和特征227

9.1.1废水的来源227

9.1.2废水的特征228

9.2兰炭废水处理技术研究232

9.2.1废水的预处理232

9.2.2废水生化处理234

9.2.3废水深度处理235

9.2.4中水回收利用236

9.2.5资源化利用238

9.3兰炭废水处理工程实例239

9.3.1活性焦吸附生化降解耦合技术240

9.3.2高效除油 催化氧化 生化处理 深度处理技术245

9.3.3除油 蒸氨脱酚 生化处理 深度处理技术248

9.3.4酚氨回收 生化处理 深度处理 中水回用技术254

9.3.5预处理 生化处理 深度处理 中水回用 浓水处理技术259

参考文献265

10煤制二甲醚废水处理技术266

10.1概述266

10.1.1煤制二甲醚工艺简介267

10.1.2废水主要来源及特征268

10.2煤制二甲醚废水处理过程269

10.2.1低浓度二甲醚废水处理269

10.2.2高浓度二甲醚废水处理270

10.3二甲醚生产废水处理工程实例270

10.3.1微氧 好氧 混凝沉淀 富氧生物活性炭 UV消毒270

10.3.2串级自循环活性污泥法 混凝沉淀 过滤 ClO2272

10.3.3改良SBR生化工艺274

参考文献275

11煤制乙二醇废水处理技术276

11.1概述276

11.1.1煤制乙二醇工艺简介276

11.1.2废水主要来源及特征277

11.2煤制乙二醇废水处理过程279

11.2.1预处理279

11.2.2生化处理280

11.2.3深度处理284

11.3煤制乙二醇废水处理中试研究285

11.3.1新型流化床A/O工艺285

11.3.2物化 生化 高级氧化工艺287

11.4乙二醇生产废水处理工程实例288

11.4.1SBR技术288

11.4.2A/O MBBR工艺292

11.4.3废水零排放工艺294

参考文献296

12煤化工废水“零排放”技术297

12.1概述297

12.1.1煤化工废水零排放的意义298

12.1.2煤化工废水零排放的难点300

12.2煤化工废水的零排放工艺302

12.2.1工艺设计的分析302

12.2.2需要关注的问题306

12.3煤化工废水零排放工程实例307

12.3.1煤化工废水零排放及资源化案例307

12.3.2煤气化废水零排放案例309

12.3.3煤制合成氨废水零排放案例309

12.3.4煤制油废水零排放案例311

12.3.5焦化废水零排放案例313

参考文献316

本书系统阐述了煤化工废水的来源、水质特征及煤化工废水处理技术。具体包括煤气化废水处理、煤制合成氨废水处理、煤制甲醇废水处理、煤制油废水处理、煤制天然气废水处理、煤制烯烃废水处理、焦化废水处理、兰炭废水处理、煤制二甲醚废水处理、煤制乙二醇废水处理、煤化工废水“零排放”技术。每种技术均结合案例进行了介绍，具有较强的技术应用性和针对性。 本书可供煤化工行业相关企业、环保公司及工业污水处理厂工程技术人员和科研人员参考，也可供高等学校环境工程、市政工程、化学工程及相关专业师生参阅。

杨林，河北省石家庄市人，博士，教授级高级工程师，中化化工科学技术研究总院有限公司党委书记、执行董事、总经理。2008年毕业于北京理工大学应用化学专业，获工学博士学位，西班牙Universidad Politécnica de Madrid访问学者。现为科学技术部在库专家，中国石油和化学工业联合会理事，中国化工学会理事。曾主持国家科技重点研发计划、省部级重大专项数项。马宝岐，山东省栖霞市人，1962年毕业于陕西工业大学化工系。西安石油大学资深教授，斯坦福大学高级访问学者，享受国务院政府特殊津贴专家。先后负责完成13项工程项目的设计与施工，完成国家和省部级研究项目14项，获省部级科技成果二等奖5项，三等奖5项。编著出版专著和教材13部，发表论文170余篇。秦志伟，江苏省如皋市人，高级工程师。本科毕业于南京工业大学应用化学专业，北京理工大学生物工程专业硕士研究生。现任中化化工科学技术研究总院有限公司总经理助理、运营总监、环境公司总经理。出版专著2部，授权专利10余项。曾参加多项国家863项目、省部级科研攻关项目，承担多项企业标准的编制及科研项目开发、应用工作。王柱祥，河北省唐山市人，1984年7月毕业于河北工业大学无机化工专业，高级工程师，天津市创举科技股份有限公司董事长，天津市优秀企业家。带领团队取得授权专利59项，参与主持"国家火炬计划项目""国家科技型中小企业技术创新基金重点项目"等及市级科研项目四十余项，并在化工行业核心期刊发表论文数十篇。