淺析煤化工廢水處理零排放技術(shù)問題及對(duì)策

楊芳軍（神華新疆化工有限公司新疆烏魯木齊831400）

淺析煤化工廢水處理零排放技術(shù)問題及對(duì)策

楊芳軍
（神華新疆化工有限公司新疆烏魯木齊831400）

煤化工產(chǎn)業(yè)用水量和廢水排放量很大，且廢水中所含污染物的濃度非常高，隨意排放極易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，為良好的解決煤化工水資源供應(yīng)和廢水排放的問題，實(shí)現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，煤化工廢水處理零排放技術(shù)被提出，有效的解決了煤化工水資源利用的問題。然而煤化工廢水零排放技術(shù)還存在很多技術(shù)問題需要解決。本文針對(duì)煤化工水處理中存在的一些技術(shù)問題進(jìn)行了分析，并針對(duì)這些問題提出了相應(yīng)的解決措施。

煤化工廢水處理;零排放技術(shù);存在問題；對(duì)策

1 概述

我國(guó)煤炭資源極為豐富，而油氣資源偏少，近年來煤炭?jī)r(jià)格的大幅下跌，促進(jìn)了煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。煤氣化是煤化工的主要化工產(chǎn)業(yè)，主要用以合成替代石油化工產(chǎn)品和燃油產(chǎn)品，緩和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油、天然氣能源的依賴性。煤和水是煤化工企業(yè)發(fā)展的重要資源，而我國(guó)煤炭資源和水資源的儲(chǔ)藏呈逆向分布，煤炭資源大都處于水資源較為貧乏的地區(qū)，由于煤炭資源的主導(dǎo)地位，水資源嚴(yán)重制約了煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。煤化工項(xiàng)目在建設(shè)和生產(chǎn)中用水和排污量大的問題也十分明顯。近年來，國(guó)家對(duì)煤化工盲目發(fā)展導(dǎo)致的水資源失衡問題給予了高度重視。同時(shí)，國(guó)家對(duì)煤化工新建項(xiàng)目的用水和污水排放也做出了嚴(yán)格的規(guī)定，要求企業(yè)實(shí)現(xiàn)廢水零排放。[1]然而，煤化工廢水零排放還存在一些問題需要解決。本文以煤氣化工工藝為例，分析了廢水零排放中存在的問題，并針對(duì)這些問題提出了相應(yīng)的解決措施。

2 煤化工廢水處理零排放技術(shù)存在的問題及解決措施。

2.1 煤化工廢水的處理工藝分析

煤化工廢水零排放項(xiàng)目中，根據(jù)含鹽量的多少，其廢水可分為有機(jī)廢水和含鹽廢水兩種。其中有機(jī)廢水主要為生產(chǎn)廢水和生活污水，含鹽量低、含COD較高；含鹽廢水主要為洗滌廢水、循環(huán)水排水、除鹽水排水以及生產(chǎn)回用系統(tǒng)排水，其含鹽量較高。

2.1.1 有機(jī)廢水處理工藝

有機(jī)廢水通常采用物化處理、生化處理和深度處理三環(huán)節(jié)處理。

（1）物化處理段。物化處理段主要包括隔油池、氣浮池和混凝沉淀池三部分，隔油池主要用于廢水中大部分油類的去除；氣浮池主要用于密度較小的油類和懸浮物的去除；混凝沉淀池主要用于懸浮物和膠體的去除。

（2）生化處理段。生化處理段通常包括缺氧-好氧脫氮工藝、厭氧-缺氧-好氧工藝、序批式活性污泥法、氧化溝工藝和生物移動(dòng)床反應(yīng)器幾部分。缺氧-好氧脫氮工藝和厭氧-缺氧-好氧工藝通過厭氧和好氧的交替轉(zhuǎn)換去除有機(jī)物和氮類化合物。序批式活性污泥法可實(shí)現(xiàn)厭氧和好氧的交替進(jìn)行，以去除有機(jī)物和氮類化合物。氧化溝工藝包括好氧和厭氧區(qū)域，從而達(dá)到硝化和反硝化的目的。生物移動(dòng)床反應(yīng)器兼具生物濾池與流化床的優(yōu)點(diǎn)，通過生物膜完成硝化和反硝化，從而實(shí)現(xiàn)脫氮的目的。

（3）深度處理段。深度處理通常有臭氧氧化，化學(xué)氧化、曝氣生物濾池和活性炭吸附。其中臭氧和化學(xué)氧化的主要目的是提高廢水的可生化性。曝氣生物濾池的目的是將COD和氨氮去除?；钚蕴恐饕_保出水的穩(wěn)定性，避免出水水質(zhì)波動(dòng)沖擊后續(xù)膜處理。

2.1.2 含鹽廢水的處理

含鹽廢水的處理通常采用低鹽廢水、濃鹽水處理和高濃鹽水固化處理三段處理。

（1）低鹽廢水處理段。該處理段主要包括混凝沉淀、過濾、超濾和以及反滲透，其中混凝沉淀用于去除SS和膠體。過濾用于去除廢水中的懸浮物和膠體。超濾用于進(jìn)一步去除SS、膠體及COD。一級(jí)反滲透用于脫鹽。

（2）濃鹽水處理端。該階段主要包括機(jī)械過濾、脫鈣脫鎂、膜濃縮。機(jī)械過濾用于去除SS和膠體。脫鈣脫鎂用于去除鈣、鎂化合物。膜濃縮用于濃鹽水的濃縮，提高水的回收率。

（3）高濃鹽水固化處理。該階段主要包括機(jī)械蒸發(fā)和蒸發(fā)塘。機(jī)械蒸發(fā)利用蒸汽完成鹽的結(jié)晶。蒸發(fā)塘利用自然能源實(shí)現(xiàn)高濃鹽水的自然結(jié)晶。

2.2 煤化工廢水“零排放”存在的問題及建議

2.2.1 存在的問題

（1）煤化工企業(yè)的用水量大，需要第二水源作為水源保障。用煤制油為例，每噸產(chǎn)品的耗水量為8-12噸，而煤化工企業(yè)大都位于煤炭基地附近，這些地區(qū)往往水資源匱乏，急需第二水源保障。

（2）煤化工企業(yè)需要進(jìn)一步研究有機(jī)廢水和含鹽廢水的水質(zhì)特點(diǎn)。目前煤化工廢水處理的有機(jī)廢水預(yù)處理和生化處理的出水水質(zhì)僅對(duì)COD、氨氮、酚類、油類、氰化物等成分進(jìn)行了規(guī)定，對(duì)廢水中毒物、易揮發(fā)物質(zhì)、有色物質(zhì)以及難降解物質(zhì)的種類和數(shù)量指標(biāo)具體要求。對(duì)廢水中含鹽廢水的水質(zhì)，也只是標(biāo)明COD、SS、氨氮、TDS等指標(biāo)，對(duì)TDS的成分和膜污堵的物質(zhì)成分沒有進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.3 煤化工廢水零排放工業(yè)也存在很多問題需要解決

（1）有機(jī)廢水通過“物化+生化+BAF”工藝處理后，其出水和含鹽廢水一起進(jìn)入雙膜回收系統(tǒng)，若在雙膜系統(tǒng)中應(yīng)用一級(jí)反滲透，會(huì)產(chǎn)生大量的濃水，若按照反滲透的濃縮倍數(shù)推算水質(zhì)特征，則水質(zhì)的實(shí)際特征難以查明。生化處理后的水質(zhì)不達(dá)到再生水水質(zhì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）含鹽廢水處理的污堵問題和設(shè)備腐蝕問題嚴(yán)重。若通過二級(jí)反滲透手段減少濃水的產(chǎn)生，一級(jí)反滲透中的鈣、鎂、硅等離子會(huì)嚴(yán)重污染反滲透膜，而脫硅問題很難解決，加上高鹽分對(duì)設(shè)備的腐蝕，膜裝置和設(shè)備的處理效率和使用壽命都受到嚴(yán)重影響。

（3）二段再濃縮回用后的濃鹽水TDS可達(dá)50000mg/ L以上，濃鹽水的處理非常關(guān)鍵。蒸發(fā)結(jié)晶是濃鹽水處理的常用方式，耗能大和對(duì)材質(zhì)防腐要求高是所面臨的最大問題。企業(yè)大都采用蒸發(fā)塘自然蒸發(fā)的方式對(duì)濃鹽水進(jìn)行處理。但自然蒸發(fā)塘揮發(fā)性有機(jī)物容易滲漏，對(duì)外界造成污染，同時(shí)其占地面積也較大，難以實(shí)現(xiàn)完全意義上的零排放。

（4）次生污染和環(huán)境污染隱患較大。在整個(gè)生產(chǎn)流程中，廢渣中含有大量重金屬，一旦處理不當(dāng)很容易造成二次污染。而廢液在儲(chǔ)存運(yùn)輸中，一旦發(fā)生滲漏也很容易對(duì)周圍環(huán)境造成污染。

4 存在問題的解決方案

（1）水源保障，開辟煤化工處理的第二水源。煤炭基地中，除自來水外，自然降水、礦井廢水、以及地下水都可作為可利用水源，利用循環(huán)使用的原理，對(duì)水循環(huán)利用進(jìn)行深層次發(fā)掘，修建地下水庫，滿足煤化工企業(yè)的供應(yīng)需求?？梢岳玫V井廢水補(bǔ)充煤化工用水的不足，落實(shí)煤化工企業(yè)充足的水源保障。

（2）進(jìn)一步分析有機(jī)廢水、含鹽廢水以及一級(jí)反滲透濃鹽水的水質(zhì)成分。對(duì)生化處理和有機(jī)廢水預(yù)處理的出水水質(zhì)，進(jìn)行增項(xiàng)分析，增加毒物、易揮發(fā)、有色物質(zhì)、難降解物質(zhì)的定性和定量分析。進(jìn)一步分析煤化工廢水中含鹽廢水中TDS的組成成分和膜污堵物的組成成分。定性定量分析反滲透濃鹽水的水質(zhì)特征。根據(jù)污染物分析結(jié)果有針對(duì)性的改進(jìn)廢水處理工藝，提高廢水處理水平。[3]

2.5 延長(zhǎng)廢水零排放理念的建立

（1）針對(duì)二級(jí)反滲透膜鈣、鎂、硅等離子污染反滲透膜且脫硅難的問題，進(jìn)行一級(jí)反滲透濃水中硅離子的化學(xué)特性，并進(jìn)行鈣、鎂、硅的高效脫離技術(shù)。對(duì)在用的二級(jí)反滲透工藝進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的新型高鹽水反滲透回用工藝。

（2）以高級(jí)氧化技術(shù)為依托，研發(fā)相應(yīng)的廢水凈化技術(shù)和凈化設(shè)備，高效去除反滲透高濃鹽水中的難降解有機(jī)物，對(duì)反滲透濃水機(jī)械蒸發(fā)中的易揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行有效控制。

（3）對(duì)現(xiàn)有濃鹽水蒸發(fā)塘耗能大、成本高、占地面積廣等問題，研發(fā)新型的高效節(jié)能濃鹽水蒸發(fā)設(shè)備+蒸發(fā)塘聯(lián)合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)反滲透高濃鹽水的高效處理和資源化再利用。

（4）針對(duì)二次污染問題。從企業(yè)、園區(qū)和區(qū)域三個(gè)層次做好水資源利用和廢水處理，建立公共事故水系統(tǒng)，發(fā)揮公共優(yōu)勢(shì)，分擔(dān)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，降低二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

煤化工廢水處理零排放項(xiàng)目對(duì)煤化工項(xiàng)目的實(shí)施意義重大，是煤化工項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，目前神華新疆化工分公司煤化工零排放項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)施，經(jīng)過不斷的實(shí)踐探索，煤化工廢水零排放技術(shù)必定不斷進(jìn)步走向成熟。參考文獻(xiàn)

[1]黃開東,李強(qiáng),汪炎.煤化工廢水“零排放”技術(shù)及工程應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].工業(yè)用水與廢水,2012,43(5):1-6.

[2]曲風(fēng)臣.煤化工廢水“零排放”技術(shù)要點(diǎn)及存在問題[J].化學(xué)工業(yè),2013,31(2/3):18-24.

[3]馬中學(xué),楊軍,陳金城.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].甘肅石油和化工,2007(7):1-5.

楊芳軍(1986.11-)，男，甘肅天水人，本科，主要從事工業(yè)廢水處理工作。