阻礙中國煤化工廢水近零排放的因素及應對措施

蘇克菊

（新疆天業集團有限公司，新疆 石河子 832000）

阻礙中國煤化工廢水近零排放的因素及應對措施

蘇克菊

（新疆天業集團有限公司，新疆 石河子 832000）

主要從規劃設計、工藝選擇和膜污染及高鹽水處理等方面分析，對阻礙中國煤化工廢水近零排放的技術因素進行分析并簡要提出了相關的應對措施。

煤化工；廢水；近零排放

作為中國“十三五"規劃重點發展的戰略性新興產業，中國煤化工在產業規模、技術水平上已經處于世界領先地位。受能源格局的影響，中國煤化工企業大都布局在水資源緊缺的西北及華北地區，煤化工產業發展迅猛，加劇了區域水資源供需的失衡；另一方面，煤化工項目廢水排放量大，而西北及華北地區水資源匱乏，區域水環境容量不足，水污染形勢嚴峻，甚至缺少納污水體，煤化工產業的興起將會導致區域地下水的過度開采和水環境的嚴重污染。

針對煤化工企業發展中的環境污染問題，國家對新建煤化工項目的用水和廢水排放政策進一步收緊，《煤炭深加工示范項目規劃》明確要求處理后廢水回用率達到95%以上，力爭達到“近零排放”。然而，由于煤化工廢水產量巨大，且廢水中含有大量酚氨、烷烴、芳烴等有毒有害物質，是一種高濃度難生物降解的工業廢水，處理難度極大。煤化工廢水處理已成為制約煤化工產業發展的瓶頸。本文主要從阻礙中國煤化工廢水近零排放的幾個技術方面因素進行分析，以期為煤化工廢水處理的研究提供參考。

1 影響近零排放的技術因素

1.1 近零排放的設計難關

煤化工廢水處理系統的設計需要具備水處理專業的基本知識和判斷分析能力，同時還需要相當深厚的化工基礎，既能夠深入了解蒸發結晶系統，還要對主裝置單元的基本化工過程進行深入了解。然而，中國目前尚缺乏具備這種集成能力的企業、設計院。目前，煤化工廢水處理的設計與主體工藝設計通常不是由同一家單位完成，設計工作相互脫節，沒有做到無縫對接。同時，由于技術服務商不是一家，處理水的路線不同，處理形式不同，缺乏匯集能力，從而不能對每個工藝段全盤考慮，不能做到每個環節最大程度的優化和平衡，最后造成污水處理過程控制復雜、處理效率不高、投資高、穩定性差。

1.2 缺乏高效復合處理新工藝

由于煤質不同、氣化爐采用工藝不同，造成廢水中含有的酚氨、烷烴、芳烴等有毒有害物質含量不同。現有的單一處理工藝較為成熟，但是在針對性和有效性上普遍存在問題，出水無法滿足回用的要求且難以穩定有效運行。廢水處理過程中，通常需要根據工藝及煤質特性進行靈活組合和優化，才能夠互相彌補技術缺陷，最終實現廢水循環回用和“零排放”。因此，開發高效復合處理新工藝將是煤化工廢水處理的研究方向之一。

1.3 難以回避的有機物膜污染問題

污水回用過程中，進水都含有一定的有機物，目前有機物的膜污染是廢水“零排放”應用中難以回避的問題。通常的處理措施是采取深度處理的高級氧化法，其具有反應時間短、反應過程可控、水質普適性強、氧化降解徹底等優點，一直是學者的重點研究內容。但目前該技術高成本、高能耗的問題限制了其大規模應用，開發具有實際應用可行性的高級氧化技術將是廢水處理研究的熱點之一。

膜處理技術以其無相變、無化學反應、選擇性好、適應性強、能耗低等優點，在煤化工廢水處理中有著廣泛的應用前景，但目前膜材料普遍存在耐污染性能差、分離效果欠佳導致的使用壽命短等弊端，導致水處理裝置無法長期穩定運行。新型功能膜材料開發、制備技術優化、分離效果和水通量提高、使用壽命延長等將是未來膜研究工作的主要方向。

1.4 高濃含鹽廢水處理的技術瓶頸

高濃含鹽污水在飽和狀態易析出晶體，容易出現結垢，堵塞管道，且鹽污水呈強酸性或強堿性，溫度高，含氯離子，容易造成金屬設備及管道腐蝕。目前的蒸發結晶技術結垢問題突出，導致設備傳熱阻力增加，蒸發器生產強度降低，單位蒸汽消耗量大；管道腐蝕也造成裝置運行不穩定。高濃含鹽廢水處理是世界性的難題，相關新技術的開發近年來也倍受學者關注。目前，國內自然蒸發設施處理高濃含鹽廢水尚沒有成功案例，主要原因有對蒸發量估算不準確、對冬天結冰現象考慮不足、廢水的無序排入導致自然蒸發設施變成污水庫等。近年來，濃含鹽廢水處理逐漸向濃含鹽廢水資源化利用方向轉變，一些單位正在加緊研究高含鹽廢水分質結晶技術，尋求結晶鹽資源化利用途徑。但是這些研究仍處于小試、中試階段，尚需進一步考察其技術經濟性和實際工程化應用的可行性。因此，業內目前尚缺乏能夠有效去除濃含鹽廢水或雜鹽中有機物的相關經驗技術。

2 應對措施

2.1 技術層面的應對措施

污水治理路線要從源頭設計抓起，有機廢水達標回用和高濃含鹽廢水零排放是煤化工項目污水處理的2個關鍵環節。有機廢水處理的關鍵是除油、脫酚（尤其是多元酚）、生化各環節必須達標；高濃含鹽廢水處理方面，除了加大研發力度，盡快攻克高濃含鹽廢水資源化利用技術方案外，針對現行的自然蒸發，在設計上，合理確定蒸發折減系數，科學確定自然蒸發設施面積，分級、分格設計自然蒸發設施，必要時增加霧化蒸發機等輔助蒸發設備。

2.2 管理層面的應對措施

（1）針對業內處理工藝、回用去向不清楚，以及企業實際的污水處理效果、中水回用率及單位產品水耗難以掌握的情況。國家層面應出臺合理配套的相關政策，加強監控監管，確保排入蒸發塘污水的水質、水量達到設定要求；

（2）企業在廢水處理管理中，首先對煤化工廢水進行系統地劃分，對廢水進行分類收集、分質處理與分段回用；在操作過程中，重視水量動態平衡、重視各工段的有機銜接、重視物料特別是鹽平衡，做到全系統流程的優化融合；

（3）在操作過程中，嚴格控制廢水進自然蒸發設施的水質，重視專業人才的培養與引進，制定完善的應急措施，切實加強零排放設施運行過程中的管理。

2.3 風險層面的控制措施

（1）蒸發結晶鹽二次污染風險的控制

蒸發結晶鹽的主要成分為鈉、鉀氯化物及少量的重金屬物質，其主要來源為原水的濃縮富集及煤氣化過程的帶入。因此，切實加強蒸發結晶鹽的安全處置，嚴格過程管理，是有效控制蒸發結晶鹽二次污染風險的根本措施。

（2）地下水污染風險控制

自然蒸發設施、廢水暫存池、污水處理各種池體占地面積大，污染地下水的風險大。有效控制地下水污染的風險。首先，建設嚴格按照《危險廢物填埋污染控制標準》GB18598-2001進行設計，綜合防滲系數達到或小于1.0×10-12cm/s，并充分考慮防凍漲措施；其次，根據地下水流場情況，布置地下水監測點，并制定周密的應急計劃。

（3）自然蒸發大氣污染風險控制

濃鹽水在自然蒸發的過程中，可能會有有機污染物擴散到空氣及有結晶鹽顆粒隨風飄散，為避免對人健康及生產裝置的影響，自然蒸發設施的選址建議在考慮濃含鹽廢水輸送過程中的結晶析出問題的前提下，應離人口集聚區及生產廠區有一定距離，必要時在自然蒸發系統周邊增加防塵網等防塵設施。

3 結語

隨著中國工業的持續快速發展，用水量不斷增加，將會進一步加劇水資源短缺的嚴峻形勢，廢水“零排放”成為企業發展的必由之路。在實踐操作時，由于工藝裝置不穩定、缺乏實際建設、運行經驗，當前實現廢水“零排放”目標還存在一定的困難。

Influence factors and countermeasures of near zero emission of coal chemical waste water in China

SU Ke-ju

（Xinjiang Tianye Group Co.,Ltd.,Shihezi 832000，China）

This article mainly from the planning and design，process selection ，membrane pollution and high salt water processing and so on four aspects，analyzed the factors hindering our country nearly zero emission of coal chemical industry waste-water，and finally put forward relevant solution measures.

coal chemical industry；waste-water；nearly zero emission

X78

B

1009－1785(2017)09-0043-02

2017-06-07