淺析煤化工廢水處理零排放技術問題及對策

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問題及對策

楊芳軍
（神華新疆化工有限公司新疆烏魯木齊831400）

煤化工產業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，隨意排放極易對環境造成嚴重的污染，為良好的解決煤化工水資源供應和廢水排放的問題，實現煤化工產業的可持續發展，煤化工廢水處理零排放技術被提出，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還存在很多技術問題需要解決。本文針對煤化工水處理中存在的一些技術問題進行了分析，并針對這些問題提出了相應的解決措施。

煤化工廢水處理;零排放技術;存在問題；對策

1 概述

我國煤炭資源極為豐富，而油氣資源偏少，近年來煤炭價格的大幅下跌，促進了煤化工產業的發展。煤氣化是煤化工的主要化工產業，主要用以合成替代石油化工產品和燃油產品，緩和經濟發展對石油、天然氣能源的依賴性。煤和水是煤化工企業發展的重要資源，而我國煤炭資源和水資源的儲藏呈逆向分布，煤炭資源大都處于水資源較為貧乏的地區，由于煤炭資源的主導地位，水資源嚴重制約了煤化工產業的發展。煤化工項目在建設和生產中用水和排污量大的問題也十分明顯。近年來，國家對煤化工盲目發展導致的水資源失衡問題給予了高度重視。同時，國家對煤化工新建項目的用水和污水排放也做出了嚴格的規定，要求企業實現廢水零排放。[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，并針對這些問題提出了相應的解決措施。

2 煤化工廢水處理零排放技術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目中，根據含鹽量的多少，其廢水可分為有機廢水和含鹽廢水兩種。其中有機廢水主要為生產廢水和生活污水，含鹽量低、含COD較高；含鹽廢水主要為洗滌廢水、循環水排水、除鹽水排水以及生產回用系統排水，其含鹽量較高。

2.1.1 有機廢水處理工藝

有機廢水通常采用物化處理、生化處理和深度處理三環節處理。

（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床反應器幾部分。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換去除有機物和氮類化合物。序批式活性污泥法可實現厭氧和好氧的交替進行，以去除有機物和氮類化合物。氧化溝工藝包括好氧和厭氧區域，從而達到硝化和反硝化的目的。生物移動床反應器兼具生物濾池與流化床的優點，通過生物膜完成硝化和反硝化，從而實現脫氮的目的。

（3）深度處理段。深度處理通常有臭氧氧化，化學氧化、曝氣生物濾池和活性炭吸附。其中臭氧和化學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。活性炭主要確保出水的穩定性，避免出水水質波動沖擊后續膜處理。

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。超濾用于進一步去除SS、膠體及COD。一級反滲透用于脫鹽。

（2）濃鹽水處理端。該階段主要包括機械過濾、脫鈣脫鎂、膜濃縮。機械過濾用于去除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。該階段主要包括機械蒸發和蒸發塘。機械蒸發利用蒸汽完成鹽的結晶。蒸發塘利用自然能源實現高濃鹽水的自然結晶。

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，每噸產品的耗水量為8-12噸，而煤化工企業大都位于煤炭基地附近，這些地區往往水資源匱乏，急需第二水源保障。

（2）煤化工企業需要進一步研究有機廢水和含鹽廢水的水質特點。目前煤化工廢水處理的有機廢水預處理和生化處理的出水水質僅對COD、氨氮、酚類、油類、氰化物等成分進行了規定，對廢水中毒物、易揮發物質、有色物質以及難降解物質的種類和數量指標具體要求。對廢水中含鹽廢水的水質，也只是標明COD、SS、氨氮、TDS等指標，對TDS的成分和膜污堵的物質成分沒有進行進一步分析。

2.3 煤化工廢水零排放工業也存在很多問題需要解決

（1）有機廢水通過“物化+生化+BAF”工藝處理后，其出水和含鹽廢水一起進入雙膜回收系統，若在雙膜系統中應用一級反滲透，會產生大量的濃水，若按照反滲透的濃縮倍數推算水質特征，則水質的實際特征難以查明。生化處理后的水質不達到再生水水質的相關標準。

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

（3）二段再濃縮回用后的濃鹽水TDS可達50000mg/ L以上，濃鹽水的處理非常關鍵。蒸發結晶是濃鹽水處理的常用方式，耗能大和對材質防腐要求高是所面臨的最大問題。企業大都采用蒸發塘自然蒸發的方式對濃鹽水進行處理。但自然蒸發塘揮發性有機物容易滲漏，對外界造成污染，同時其占地面積也較大，難以實現完全意義上的零排放。

（4）次生污染和環境污染隱患較大。在整個生產流程中，廢渣中含有大量重金屬，一旦處理不當很容易造成二次污染。而廢液在儲存運輸中，一旦發生滲漏也很容易對周圍環境造成污染。

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，利用循環使用的原理，對水循環利用進行深層次發掘，修建地下水庫，滿足煤化工企業的供應需求。可以利用礦井廢水補充煤化工用水的不足，落實煤化工企業充足的水源保障。

（2）進一步分析有機廢水、含鹽廢水以及一級反滲透濃鹽水的水質成分。對生化處理和有機廢水預處理的出水水質，進行增項分析，增加毒物、易揮發、有色物質、難降解物質的定性和定量分析。進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特征。根據污染物分析結果有針對性的改進廢水處理工藝，提高廢水處理水平。[3]

2.5 延長廢水零排放理念的建立

（1）針對二級反滲透膜鈣、鎂、硅等離子污染反滲透膜且脫硅難的問題，進行一級反滲透濃水中硅離子的化學特性，并進行鈣、鎂、硅的高效脫離技術。對在用的二級反滲透工藝進行優化，設計高效、經濟、穩定的新型高鹽水反滲透回用工藝。

（2）以高級氧化技術為依托，研發相應的廢水凈化技術和凈化設備，高效去除反滲透高濃鹽水中的難降解有機物，對反滲透濃水機械蒸發中的易揮發物質進行有效控制。

（3）對現有濃鹽水蒸發塘耗能大、成本高、占地面積廣等問題，研發新型的高效節能濃鹽水蒸發設備+蒸發塘聯合技術，實現反滲透高濃鹽水的高效處理和資源化再利用。

（4）針對二次污染問題。從企業、園區和區域三個層次做好水資源利用和廢水處理，建立公共事故水系統，發揮公共優勢，分擔企業風險，降低二次污染的風險。

3 結論

煤化工廢水處理零排放項目對煤化工項目的實施意義重大，是煤化工項目可持續發展的關鍵，目前神華新疆化工分公司煤化工零排放項目已經實施，經過不斷的實踐探索，煤化工廢水零排放技術必定不斷進步走向成熟。參考文獻

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

[2]曲風臣.煤化工廢水“零排放”技術要點及存在問題[J].化學工業,2013,31(2/3):18-24.

[3]馬中學,楊軍,陳金城.煤化工技術的發展與新型煤化工技術[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，主要從事工業廢水處理工作。