煤化工廢水處理中的“零排放”技術(shù)應(yīng)用研究

侯文杰，張 彤

(陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710070)

我國(guó)的能源發(fā)展格局表現(xiàn)為“富煤、貧油、少氣”，煤化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展正是基于這種資源稟賦，與此同時(shí)伴隨煤化工行業(yè)衍生出的水污染問(wèn)題也日益突出。要實(shí)現(xiàn)國(guó)家和社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，污水處理就必須保持高度重視，并通過(guò)先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水零排放。在通過(guò)煤化工帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，保護(hù)區(qū)域水資源和生態(tài)環(huán)境不受侵害。

1 煤化工廢水簡(jiǎn)介及現(xiàn)狀

煤化工廢水是指將煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為能源或者化學(xué)品的過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。煤化工廢水的處理按照不同污染物類型劃分并進(jìn)行處理稱為分類處理，按照水質(zhì)情況進(jìn)行處理則是分質(zhì)處理，“零排放”技術(shù)便是基于這二者來(lái)實(shí)現(xiàn)污水處理。

煤化工廢水從形成原因和物質(zhì)成分上可分成兩類，第一類廢水主要來(lái)自于生產(chǎn)過(guò)程中的循環(huán)水排水、化學(xué)水站排水、除鹽水排水、反滲透濃水，這些污水的含鹽量較高，對(duì)水質(zhì)會(huì)造成極大的負(fù)面影響，所以稱之為含鹽污水。第二類廢水則是在氣化、化工裝置排水、地面沖洗等過(guò)程中產(chǎn)生，這類廢水中的污染物質(zhì)以COD和氨氮為主，雖然含鹽量不像第一類廢水那么高，但是成分更加復(fù)雜，降解難度更高，對(duì)環(huán)境的破壞性也更大，由于這類廢水的有機(jī)物含量多，因此稱為有機(jī)廢水，有機(jī)廢水又由于成分不同，分成氣化廢水和化工裝置廢水等子類別。在含鹽污水和有機(jī)廢水這兩種廢水中，有機(jī)廢水更難處理。

有機(jī)廢水由于形成形式多樣，組成也非常復(fù)雜，含有酚類、焦油等難降解的物質(zhì)以及氨氮等毒性較高的元素。相比起國(guó)外，我國(guó)的酚氨回收效率并不是很高，即使經(jīng)過(guò)處理的有機(jī)廢水，氨氮和COD濃度依然超過(guò)了規(guī)定的300 mg/L，仍然有嚴(yán)重的環(huán)境破壞性，不僅如此，因?yàn)閺U水中存在大量的雜環(huán)化合物、多環(huán)芳香族化合物和酚類化合物，這些有機(jī)污染物的存在也進(jìn)一步加大了廢水的降解難度[1]。

2 “零排放”技術(shù)的應(yīng)用與難點(diǎn)

“零排放”技術(shù)最早用于火力發(fā)電，它的原理是對(duì)工廠的新鮮水利用率和浪費(fèi)量進(jìn)行控制，在保證最小程度的新鮮水利用和浪費(fèi)的前提下將用水指標(biāo)規(guī)范化、體系化，通過(guò)這樣的方式，污水的集中處理量就可以降低到最低的范圍內(nèi)，從而方便處理人員對(duì)廢水進(jìn)行分質(zhì)合理回用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的耦合優(yōu)化[2]。

2.1 有機(jī)廢水的處理

有機(jī)污水由于成分復(fù)雜，處理難度較高，所以不會(huì)一次性處理完成，一般是通過(guò)三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行處理。首先是預(yù)處理，預(yù)處理是指對(duì)污水用隔油、氣浮、沉淀的方式進(jìn)行初步處理，然后再進(jìn)入生化處理。生化處理需要工作人員先對(duì)廢水的水質(zhì)情況還有工廠所在地以及污水處理地進(jìn)行綜合考察，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)處理工藝，根據(jù)具體情形處理的工藝有所不同，目前一般使用A/O或多級(jí)A/O、SBR、CAST、氧化溝等多種組合工藝。在進(jìn)行生化處理后，污水處理便進(jìn)入了最后一步，即深度處理。深度處理的處理時(shí)間長(zhǎng)，且處理技術(shù)要求高，處理人員在對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行處理時(shí)，需要將高級(jí)氧化技術(shù)和曝氣生物濾池相結(jié)合以此達(dá)到降解廢水雜質(zhì)的效果。當(dāng)這些環(huán)節(jié)都完成之后，有機(jī)廢水中的硫、氧、氮等雜環(huán)化合物已經(jīng)得到了清除，此時(shí)的有機(jī)廢水可視為低含鹽污水，因此可采用含鹽污水的處理工藝進(jìn)行除鹽操作。

2.2 含鹽污水的處理

含鹽污水是指含有大量鹽類物質(zhì)的水體，有機(jī)廢水在經(jīng)過(guò)深度處理后可視為含鹽污水，不過(guò)其鹽類物質(zhì)含量不如循環(huán)水排水、洗滌廢水等煤化工作業(yè)直接生成的污水高。因?yàn)楹}污水的鹽分濃度不一，所以在具體的處理工藝選擇上有很大的差別。對(duì)于含鹽量低的污水，一般采取雙膜法，即以“超濾+反滲透”為主的處理工藝。雙膜法處理過(guò)的含鹽污水水質(zhì)較純凈，可以直接用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，通常處理后的廢水 COD 可以達(dá)到10 mg/L以下，氨氮5 mg/L以下，不過(guò)這種方法的回收率不高，如果廢水的鹽類物質(zhì)或者有機(jī)物含量高則不適用。高鹽廢水的有效處理是實(shí)現(xiàn)“零排放”的關(guān)鍵，目前實(shí)踐已采用的高濃鹽水處置方案主要有蒸發(fā)塘和蒸發(fā)結(jié)晶兩種技術(shù)。蒸發(fā)塘由于騰格里沙漠排污事件引起較大的社會(huì)反應(yīng)已不再適合，目前高含鹽廢水可通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)一步回收水分，生產(chǎn)結(jié)晶鹽，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)廢水的最大限度回收利用。

2.3 “零排放”技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題

盡管“零排放”技術(shù)的污水處理效率顯著，但問(wèn)題也同樣明顯，由于其處理環(huán)節(jié)較多，這使得“零排放”技術(shù)面臨的阻礙因素也多，比如對(duì)有機(jī)污水的處理，盡管經(jīng)歷了預(yù)處理、生化處理和深度處理，但所獲得的污水依然存在雜質(zhì)，沒(méi)法直接作為循環(huán)再生水回收，因此完成有機(jī)廢水的處理之后，處理人員還必須按含鹽污水處理工藝再進(jìn)行一次處理。

而在除鹽過(guò)程中，過(guò)高的鹽分含量會(huì)使得廢水帶有強(qiáng)烈的腐蝕性，管道如果長(zhǎng)時(shí)間流通含鹽污水，則會(huì)發(fā)生阻塞，造成設(shè)備的使用周期和壽命大大縮短。所以在使用“零排放”技術(shù)進(jìn)行污水處理時(shí)，企業(yè)需要投入非常高的設(shè)備成本來(lái)維持污水處理的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)于企業(yè)而言，這顯然是巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。并且，要建立完善的“零排放”處理系統(tǒng)需要配套大量的裝置設(shè)備，對(duì)技術(shù)人員的操作要求也比較高，這也是為何“零排放”技術(shù)盡管具有良好的污水處理效果，卻始終難以在煤化工企業(yè)中得到推廣和應(yīng)用的原因[3]。

3 加強(qiáng)“零排放”技術(shù)在煤化工污水處理過(guò)程中推廣應(yīng)用的建議

受到資金、技術(shù)等多方面因素的影響，盡管“零排放”技術(shù)可以在煤化工污水處理過(guò)程中起到良好的處理效果，為當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境提供有效的保護(hù)，但是國(guó)內(nèi)很大一部分煤化工企業(yè)依然不愿意采用“零排放”技術(shù)進(jìn)行污水處理，反而繼續(xù)沿用傳統(tǒng)污水處理工藝，這也導(dǎo)致了一些地方的煤化工企業(yè)排放污水經(jīng)常不達(dá)標(biāo)，無(wú)法有效回收利用廢水。要規(guī)避這一問(wèn)題，一方面環(huán)保工作者要加大 “綠色經(jīng)濟(jì)”的宣傳和推廣，行政部門也要對(duì)轄區(qū)內(nèi)的煤化工企業(yè)進(jìn)行環(huán)保普及教育，使其熟悉和掌握國(guó)家的環(huán)保政策，綠化政策等。行政單位可對(duì)采用“零排放”技術(shù)的煤化工企業(yè)給予資金或者政策上的支持，如鼓勵(lì)銀行等金融機(jī)構(gòu)提升對(duì)采用“零排放”技術(shù)的煤化工企業(yè)的貸款額度，減輕其資金壓力，同時(shí)加強(qiáng)企業(yè)使用“零排放”技術(shù)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的健康發(fā)展。另一方面，煤化工企業(yè)自身也需要加大對(duì)“零排放”技術(shù)的資金投入以及對(duì)結(jié)晶工藝、膜濃縮工藝等技術(shù)的鉆研，同時(shí)積極吸收一些技術(shù)能力較強(qiáng)的優(yōu)秀人才，加強(qiáng)自身的廢水處理能力，減少環(huán)境污染。

4 結(jié)語(yǔ)

煤化工行業(yè)是我國(guó)能源領(lǐng)域的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，因此出于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，必須鼓勵(lì)和扶持煤化工行業(yè)的發(fā)展，但是煤化工行業(yè)所帶來(lái)的污染問(wèn)題又必須督促其盡早建設(shè)良好的污水處理系統(tǒng)。在當(dāng)下，我國(guó)的煤化工項(xiàng)目分布范圍相當(dāng)廣泛，對(duì)水資源的高效利用需求也非常迫切，“零排放”技術(shù)是目前最適合的污水處理技術(shù)，因此各地廠家要根據(jù)本地區(qū)的水資源情況以及污水處理情況對(duì)“零排放”技術(shù)進(jìn)行深入徹底的研究，早日落實(shí)以“零排放”技術(shù)為基礎(chǔ)的污水處理體系，增強(qiáng)對(duì)地區(qū)水資源的保護(hù)。