煤炭行業“十二五”規劃指出要大力發展潔淨煤技術，促進資源高效和清潔利用。發展煤化工產業特別是以潔淨能源和化工產品為目標的新型煤化工產業成為本行業發展的必然趨勢。水汙染已經成為制約煤化工產業發展的主要原因，解決煤化工廢水高汙染、高排放問題勢在必行。因此在進行工藝優化的同時還要提高水處理的要求，提高循環利用率，為此應特別重視煤化工廢水深度處理技術的開發和應用。
煤化工產業離不開水，為高汙染行業，如生產每t油需消耗10-12 t水，每t甲醇約消耗15 t水。煤化工廢水組分複雜，因工藝不同水質也有較大差別，普遍含有大量的酚類、氰化物、苯等有毒有害物質，而且有很高的CODcr、色度、氨氮，且生化性不佳。物化聯合生物兩級處理難以達標排放，該類廢水的處理一直是國內外廢水處理領域的一大難題。
1 煤化工廢水來源簡介
1.1 煉焦廢水：煤制焦是指煤炭在隔絕空氣1000℃條件下，經過系列物理化學變化後製成焦炭的過程，焦化得到的焦油包含苯、萘、蒽等幾百種有機化工原料。煉焦廢水來源包括煤氣初冷、生產用水和蒸汽冷凝，煤乾餾及煤氣冷卻產生的剩餘氨水是焦化廢水的主要來源，其水量佔焦化廢水總量的50%以上，且水質受原煤和煉焦工藝影響很大。2005年煉焦廢水的CODcr和氨氮排放總量分別佔全國排放量的2.5%和4.6%，外排石油類汙染物佔全國排放總量的8%以上，同時排放的廢水和廢氣中還含有大量的顆粒物、酚類、苯並芘、硫氰化物、氰化物等汙染物。
1.2 煤氣化廢水：煤氣化廢水主要產生於煤氣的洗滌、冷凝及分餾過程中，以煤氣洗滌廢水為主。煤氣化廢水含有氨氮、揮發酚、氰化物、SS以及其他多種環狀有機物，是典型的高濃度難降解有機廢水。
1.3 煤制油廢水：煤制油工藝是以煤為原料加工生產汽柴油和航空煤油等油品的利用技術。煤制油廢水具有色度大、乳化程度高、廢水成分複雜、難以生物降解的特點。煤制油廢水中含有大量的氨氮、氰化物等無機物，還有包括大量苯系物和含氮、硫的雜環類有毒有機化合物。
2 煤化工廢水處理技術研究
2.1 分離技術處理：煤化工廢水有機廢水分離處理，是在不使用過多能量的基礎上將水中的某些汙染物從水中分離，而不破壞汙染物分子結構的過程。某些分離手段能夠獲得經濟效益，從而變廢為寶，降低水處理成本，有些分離能夠去除廢水中的有毒有害物質，從而降低生化處理中汙染物對微生物的抑制或毒害，起到強化生物處理的效果。
2.1.1 萃取法：水處理中常用的萃取方式有液—液萃取和超臨界萃取兩種。萃取處理煤化工廢水主要是提取生產冷凝液中的高濃度酚（1000-50000mg/L），常採用烴類如柴油、煤焦油作為萃取劑，後經蒸餾回收酚油，以大大降低水中酚濃度。
2.1.2 吸附法：吸附法被普遍應用在煤化工廢水的預處理和深度處理中，吸附法能有效去除難生物降解的溶解性有機物、無機離子，同時能降低CODcr，起到除色除味和降低後續生化處理負荷，提高出水水質，實現水循環利用的作用。常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、粉煤灰、沸石、爐渣以及合成樹脂等，目前應用最多的是活性炭。
2.1.3 膜分離法：膜分離法是利用膜的孔徑不同和選擇透過性，將不同特徵的有機物從廢水主體中分離出來，達到降低其在廢水中濃度的目的，通常經過膜處理後的水可以回用，大大提高循環利用率。膜分離法被廣泛應用於水處理中，如煤化工廢水、製藥廢水、石油工業廢水等。
2.1.4 混凝沉澱法：混凝劑被廣泛應用在煤化工廢水預處理中。目前常用的混凝劑有聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚丙烯胺。黃金等採用鐵碳芬頓—混凝沉澱法預處理焦化廢水，最優條件下，CODcr、揮發酚去除率分別達到36.8%和49.5%，B/C從0.2提高到0.48，為後續生化處理提供了保證。
2.2 生物法處理煤化工廢水：生物法具有許多優點，普遍應用於煤化工廢水的二級處理中，通過生物處理，可以大大降低水中有機物的濃度，去除大部分CODcr、BOD及氨氮，是煤化工廢水實現達標排放的核心工藝，也是深度處理前的必要過程。
2.2.1 活性汙泥法：普通活性汙泥法處理煤化工廢水氨氮去除效果差，水中氰化物及高氨氮濃度易毒害微生物，破壞微生物正常生長環境，而且對難降解的有機物處理效果差，因此難以滿足當前水處理的要求。為了彌補缺點，產生了許多工藝強化和改進措施，如通過氧化預處理提高B/C，降低水的毒性；通過生物馴化措施，提高微生物的耐受能力；改進曝氣方式以提高溶解氧濃度。雖然能使處理效果得到改善，但氨氮的去除效果很差，還需要進一步聯合脫氮工藝，才能達標排放。
2.2.2 生物脫氮工藝：由於煤化工廢水含氮高，採用生物脫氮工藝成為煤化工廢水二級處理的必然選擇，核心就是調節不同階段池中的溶解氧含量，合理控制控制硝化和反硝化過程，同時去除有機物。目前普遍採用的是厭氧好氧組合脫氮工藝，此外還有短程硝化-反硝化和同步硝化-反硝化技術等。
2.3 氧化/還原法處理煤化工廢水：氧化/還原法特別是氧化法在水處理中得到廣泛的應用，通過使用氧化/還原劑促進水中汙染物的化學結構的變化，從而降低汙染物毒性或對生物的抑制性，提高可生化性，或從根本上解決色度等問題。通常需要催化劑來提高效率，如pH調節，生物酶、金屬催化劑等。化學氧化是普遍採用的水處理方法，一般用於處理難降解、對微生物有毒性和抑制性的廢水，從而提高可生化性，通過與生物法結合可以達到很好的效果。對於飲用水及生化出水中微量有害物質，也經常會採用化學氧化法處理。氧化法在發展過程中衍生出了高級氧化法，在此過程中產生了羥基自由基，氧化更徹底，反應速率更快。
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