新型煤化工廢水零排放技術(shù)的問(wèn)題與解決思路

王冬 張洪偉(兗礦新疆煤化工有限公司，新疆 烏魯木齊 830011)

0 引言

我國(guó)的能源情況總體來(lái)說(shuō)是“富煤少油”，煤炭資源比較豐富，是我國(guó)主要也是重要的生產(chǎn)生活能源來(lái)源。在此情況下，爭(zhēng)取將煤化工企業(yè)的實(shí)效性做出有效發(fā)揮，加速石油化工方面的替代品進(jìn)步，對(duì)于減低我國(guó)石油依賴，提升我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、增強(qiáng)我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的作用。但對(duì)于煤化工企業(yè)而言，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生較大的不良影響，如何盡量減少工業(yè)廢水的產(chǎn)出，做到工業(yè)廢水零排放，是目前煤化工企業(yè)面臨的難題。

1 煤化工廢水的類型以及特點(diǎn)

煤化工行業(yè)想要達(dá)到廢水零排放的目標(biāo)，需要做到兩個(gè)前提：一是對(duì)煤化工廢水進(jìn)行分類收集；二是對(duì)煤化工廢水按照水質(zhì)分別處理。

煤化工企業(yè)的廢水按照內(nèi)含的不同的污染物類型大體可以分為兩種，分別是有機(jī)廢水以及含鹽廢水。有機(jī)廢水主要包括生活污水、初期雨水、地面沖洗水、氣化廢水、化工裝置廢水，而其中又以氣化廢水所占比例為最高。有機(jī)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)是COD 濃度和氨氮的濃度偏高。含鹽廢水主要包括循環(huán)性排污水和化學(xué)水站排水。含鹽廢水也稱作清凈廢水，其水質(zhì)特點(diǎn)是為了增進(jìn)新鮮水的濃縮，會(huì)在循環(huán)水系統(tǒng)以及化學(xué)水系統(tǒng)中添加一定量的化學(xué)藥劑，導(dǎo)致水體中懸浮固體和總?cè)芙夤腆w的濃度偏高，與COD 以及氨氮濃度差距過(guò)大。

2 煤化工企業(yè)工業(yè)廢水排放中的問(wèn)題

2.1 企業(yè)用水來(lái)源單一，缺少第二水源

以煤化工企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目中的煤油轉(zhuǎn)化操作為例，在煤化工企業(yè)利用煤炭進(jìn)行油類制造的整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中，平均消耗的水量大致在10t 左右。我國(guó)大部分的煤礦礦區(qū)都處于山區(qū)等水源缺乏的地區(qū)，而煤化工企業(yè)一般都依傍于煤炭產(chǎn)區(qū)建造，企業(yè)周邊的水源量往往難以支撐煤化工項(xiàng)目的需要。在煤化工企業(yè)所在地周邊堪尋新的水源，以及利用技術(shù)手段提高水資源利用能力，是企業(yè)正常開展生產(chǎn)活動(dòng)的重要保障[1]。

2.2 處理成本大

廢水處理成本大也是企業(yè)在進(jìn)行廢水零排放處理時(shí)面臨的難點(diǎn)。廢水零排放項(xiàng)目的實(shí)施需要根據(jù)煤化工企業(yè)的具體水質(zhì)情況指定計(jì)劃及廢水處理轉(zhuǎn)化方式，需要極大的經(jīng)濟(jì)投入。在規(guī)模投資建設(shè)方面，通常的零排放項(xiàng)目建設(shè)一天的成本金額就高達(dá)數(shù)萬(wàn)元，整個(gè)項(xiàng)目周期通常又比較長(zhǎng)，總體投資動(dòng)輒以億元計(jì)。項(xiàng)目的后續(xù)的持續(xù)運(yùn)行也需要消耗大量資金。零排放項(xiàng)目運(yùn)行能耗大，各個(gè)污水處理環(huán)節(jié)還需消耗大量資源，零排放項(xiàng)目處理污水時(shí)的直接成本和總體成本的金額都要大大高于市面上其他相關(guān)處理方式的單價(jià)。

2.3 實(shí)際處理中技術(shù)點(diǎn)眾多

煤化工企業(yè)零排放的主要思路包括利用BGL 爐煤制氣生產(chǎn)合成氨、尿素，廢水轉(zhuǎn)化生產(chǎn)甲醇、烯烴，煤直接液化商用、污水回用等。但在實(shí)際操作過(guò)程中，氣化廢水的處理難度相當(dāng)大，是氣化廢水處理中的首要難點(diǎn)，尤其在碎煤加壓產(chǎn)生的氣化廢水中，往往含有大量降解難度較大的酚類、氨氮、油類等有毒有害物質(zhì)。其次，新型煤炭化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的氣化廢水，水質(zhì)直接受到煤化工企業(yè)所用煤礦的煤質(zhì)、生產(chǎn)過(guò)程溫度、壓力以及添加物等因素的影響，廢水水質(zhì)波動(dòng)很大，廢水穩(wěn)定性也較差。這種具有波動(dòng)性和不穩(wěn)定性的氣化廢水水質(zhì)情況給廢水零排放中的廢水回收和廢水處理環(huán)節(jié)都會(huì)帶來(lái)很大的壓力。仍然以碎煤加壓產(chǎn)生的氣化廢水為例，COD 值在不同煤化工企業(yè)的同類廢水中波動(dòng)范圍可以達(dá)到3 倍甚至10 倍以上。再次，在對(duì)廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，也會(huì)對(duì)回收裝置有所影響。比如回收有機(jī)廢水時(shí)，水中包含的有機(jī)物會(huì)在進(jìn)水時(shí)會(huì)對(duì)回收膜造成污染[2]。

3 煤化工企業(yè)工業(yè)廢水排放問(wèn)題的對(duì)策

3.1 積極開拓備用水源

煤化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極的尋找備用水源，對(duì)于依傍煤炭礦區(qū)修建的煤化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以考慮收集利用自然降水、地下水、礦井水等補(bǔ)充自身水資源消耗，建立結(jié)構(gòu)合理的地下水庫(kù)對(duì)水資源進(jìn)行存儲(chǔ)。同時(shí)要積極研究水資源的循環(huán)利用，盡可能地對(duì)所擁有的水資源進(jìn)行效益最大化的安排。不同來(lái)源的水資源質(zhì)量也不相同，要積極結(jié)合新的工藝和新的技術(shù)，進(jìn)行新的開發(fā)，將不同質(zhì)量的水資源轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的煤化工用水。通過(guò)開源節(jié)流的方式，滿足企業(yè)的用水需求，增強(qiáng)企業(yè)效益，為提升企業(yè)生產(chǎn)能力和進(jìn)行零排放項(xiàng)目實(shí)施打下基礎(chǔ)。

3.2 對(duì)企業(yè)企劃廢水的水質(zhì)特征進(jìn)行針對(duì)性分析

要想對(duì)氣化廢水進(jìn)行良好的處理，必須要清晰的知道氣化廢水的特征。煤化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)在對(duì)自身產(chǎn)生的氣化廢水，包括有機(jī)廢水與含鹽廢水進(jìn)行基礎(chǔ)的生化處理以及預(yù)處理之后，對(duì)廢水的特征進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的處理計(jì)劃。比如對(duì)廢水中的有毒物資、強(qiáng)揮發(fā)性物質(zhì)、有色物質(zhì)、不易降解油類物質(zhì)等進(jìn)行分析，確認(rèn)廢水TDS 中是否含有離子成分，是否會(huì)帶來(lái)額外的膜污染，對(duì)會(huì)對(duì)濾化膜造成污染的各種物質(zhì)進(jìn)行總結(jié)分析。另外，也應(yīng)定量和定性的對(duì)一級(jí)反滲透的濃鹽水進(jìn)行嚴(yán)格操作。通過(guò)有針對(duì)性的探明氣化廢水的特征和內(nèi)含物組成結(jié)構(gòu)，提升企業(yè)對(duì)于廢水的處理的效率和有效性，也可以一定程度上減輕企業(yè)的錯(cuò)誤或過(guò)量處理帶來(lái)的負(fù)擔(dān)[3]。

3.3 樹立良好的廢水處理意識(shí)

首先要針對(duì)二級(jí)反滲透技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)對(duì)于一級(jí)反滲透水的化學(xué)機(jī)理進(jìn)行相關(guān)的研究分析，改善脫鹽技術(shù)，解決二級(jí)反滲透操作后的含鹽廢水會(huì)給反滲透膜造成的污染問(wèn)題，創(chuàng)造出更有經(jīng)濟(jì)型和可行性的針對(duì)高含鹽量的廢水的反滲回收利用技術(shù)。

其次，要對(duì)氧化技術(shù)進(jìn)行深入研究，對(duì)廢水中的可降解性低的有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步有效去除，大幅度降低由于反滲透濃水機(jī)械蒸發(fā)操作產(chǎn)生的強(qiáng)揮發(fā)性氣體，降低周圍環(huán)境被污染的可能性。

最后，綜合利用濃鹽水增發(fā)設(shè)備以及蒸發(fā)塘，提升反滲透高濃鹽水的整體處理效率，并降低資源與資金的浪費(fèi)[4]。

3.4 選擇適合的處理方案

煤化工企業(yè)廢水零排放方案不是單一的，因此要選擇合適的廢水處理思路。比如云天化集團(tuán)，針對(duì)自身煤氣化廢水含油量大，高COD 高鹽高酚類的特點(diǎn)，采用設(shè)置隔油和氣浮單元、水解酸化、雙膜法等，對(duì)自身廢水進(jìn)行有效處理，系統(tǒng)脫鹽率長(zhǎng)期維持在98%左右。而神華集團(tuán)則是利用微生物生化降解，深度處理MBR 工藝等，在保持較高回收率的情況下保證了膜處理系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)零排放奠定良好基礎(chǔ)，此后又采用雙膜法以及超濾裝置，在場(chǎng)地較小的情況下以低化學(xué)藥品與低運(yùn)行成本的效果，截留水中微粒、細(xì)菌等，改善和穩(wěn)定了廢水處理后的水質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)的要求下，煤化工企業(yè)要積極分析自身情況，并積極探究利用新的技術(shù)，對(duì)氣化廢水進(jìn)行綜合處理，做到廢水零排放，確保企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，也為保護(hù)周邊環(huán)境、提升我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力作出保障。