試論新型煤化工廢水零排放技術問題及解決對策

王永虎

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的現代化建設的發展也日新月異。包括環境和能源問題，制約著我國經濟的發展，所以必須要及時解決這些問題。煤化工企業的發展對我國環境和能源有重要的影響，必須要解決其生產過程中產生的廢水，促進煤化工廢水的零排放。因此，就要積極探索新型煤化工廢水零排放技術，結合我國現階段廢水零排放的情況，探索有效的技術，降低廢水零排放技術工藝的運行難度和風險。

關鍵詞：新型煤化工廢水；零排放技術問題；解決對策

引言

國家經濟水平的不斷提升，促使各種能源以及環境問題逐漸凸顯出來，使得如何對基于多種生產操作而形成的廢水進行有效處理，成為了現如今我國各有關企業、單位以及人員重點關注的問題之一。下文將對新型煤化工廢水零排放技術問題以及解決思路進行簡要的闡述以及分析。煤化工企業的基本職能為，經由對煤實施相應加工操作的方式，促使其轉化，再對轉化后生成的能源進行有效利用。

1煤化工廢水分類及水質特點

煤化工項目實現廢水“零排放”有兩個重要的前提條件，一是分類收集廢水，二是分質處理廢水。以不同的污染物類型可將煤化工廢水分為兩種，即含鹽廢水和有機廢水，其中有機廢水包括初期雨水、氣化廢水、地面沖洗水、化工裝置廢水以及生活污水等，氨氮和COD濃度偏高是有機廢水的水質特點。氣化廢水是有機廢水中含量最高的，通常都在60%以上。中溫氣化工藝中的廢水成分復雜性較高，還含有降解難度極高的酚類、焦油等物質，同時氨氮濃度也很高。就酚氨回收效率而言，相比于國外一些國家，國內的酚氨回收率比較低，即使經過了酚氨處理后的廢水中仍然有很高的氨氮和COD質量濃度，通常都超過了300mg/L。廢水中的有機污染物類別有很多，比如含有硫、氧、氮的雜環化合物，以及多環芳香族化合物、酚類化合物等，這些都是典型的降解難度高的有機化合物工業廢水。就廢水水質而言，德士谷水煤漿加壓氣化以及殼牌份美加壓氣化的水質要簡單得多，主要表現在COD的質量濃度低，通常都在500mg/L以下，200mg/L左右的氨氮質量濃度就屬于比較高的范疇了。含鹽廢水也被稱為清凈廢水，包含與其中的物質主要有化學水站排水和循環性排污水，這類廢水的主要特點是總溶解固體和懸浮固體的濃度偏高，相對而言與COD和氨氮的濃度差距過大。廢水中總溶解固體濃度過高主要是因為化學水系統和循環水系統添加了一些化學藥劑，用于增進新鮮水的濃縮。

2新型煤化工廢水零排放技術的主要問題

傳統和新型的煤化工的廢水主要分為兩類，一是無機物含量高的高鹽類無機廢水，另一種是有機物含量高的廢水。針對無機廢水來說，通常采用的是低鹽廢水混入+濃鹽水處理+高度濃鹽水固化的處理方法，經過預處理的廢水再通過采用過濾、超濾等機械手段使得鹽分結晶。針對有機廢水來說，一般是采取物理化學處理+微生物方法處理+后續處理三個層次進行凈化，先將廢水進行預處理，將水質中有害于后續微生物處理的毒害物質去除掉，一般包括酚類、氨類、硫類、氰類等物質。這些物質濃度過高會導致微生物的死亡，當廢水中這些毒害物質達到微生物降解處理的標準后，進入生物處理階段，選取合適的菌種，經處理還有不能被降解的有機物的，再采取特定的方法將水體中少數物質除去。

2.1排放方案不科學

不同于傳統的污水直接排放，新型煤化工廢水零排放技術是將廢水、含鹽廢水進行過濾處理和反滲透處理，并進行回收利用。在實際運行過程中，如果污水濃度推算依據反滲透濃縮倍數，水質的實際特點就不能精確把握。而且經過二段處理后的濃鹽水再次進行濃縮回收，就會大大增加濃鹽水的濃度，如果處理的不好，這些處理過的廢水也起不到環境保護的效果。蒸發結晶這一零排放技術的能耗高，所以運用最普遍的還是自然蒸發塘，但是其占地面積大，外泄滲漏現象頻發，還難以實現廢水零排放處理。

2.2水平衡困難

煤化工廢水零排放的關鍵環節就是進行廢水的深度處理回收，包括循環排污、生化處理生產廢水等環節。現在煤化工企業越來越重視廢水的綜合處理利用，這也提高了企業廢水回用的能力，推動了廢水回收循環利用。但是目前水回用和平衡調度難度越來越高，這與水循環需求變化方式、生產裝置運行穩定性等多方面的因素有關。

2.3廢水深度處理有難度

在設計煤化工廢水零排放時，通常會處理廢水再進行水系統的循環水回用，這是為了提升廢水的回用能力。但是這樣的處理使得后續的廢水深度處理難度大大增加，所以在煤化工企業的循環排水廢水處理中開始運用高效分子滲透廢水處理技術，這就大幅度提升了廢水回用效率，濃鹽水蒸發處理量越來越少，推動了廢水零排放目標的實現。

3新型煤化工廢水零排放解決思路

3.1積極開發第二水源

在具備較高典型性的煤炭基地中，所能應用的水資源種類較多，例如礦井水、自然降水以及地下水等，因此，經由遵從水循環往復的基本原理，對水具有的可循環利用的特點實施深入挖掘，創設起結構較為合理的地下水庫，有助于煤化工企業實施的各項生產操作均可以具有充足的水資源作為支撐。其中，在上述可應用水資源中，礦井水的可利用水量最多，且質量相對較高，因此，可通過對高礦化度、高濁的礦井水組合新技術實施有效研究、開發，并對相應工藝的條件實施合理完善、優化的方式，將其制作成高質量的煤化工用水，支撐新型煤化工企業所實施的各項生產操作，有助于促進相應企業的整體效率提升。

3.2樹立起優良的廢水零排放理念

首先，對經由二級反滲透操作進行處理的含鹽廢水中，存在的可對反滲透膜造成嚴重污染的鎂以及鈣等物質，以及無法順利實施脫硅操作等問題，應通過對一級反滲透濃水中存在的硅具有的水化學機理加以有效研究以及分析的方式，探尋以及創新出具備較高實效性的同步脫鎂、鈣、硅技術，并對以往所應用的二級反滲透技術進行合理的完善以及更新，進而創設出具備較高經濟性以及穩定性的，可對含鹽量相對較高的煤化工廢水實施有效的反滲透回收利用的技術。其次，想要對高濃度含鹽廢水實施有效的反滲透操作，就需要對多種高級的氧化技術實施深入的研究，進而通過對可有效去除可降解性較低有機物的廢水處理技術以及設備等加以合理應用的方式，大幅度降低基于反滲透濃水機械實施蒸發操作形成強揮發性氣體，降低周邊區域環境受到污染的問題出現的可能性。最后，由于現如今所應用的濃鹽水多效蒸發結晶技術以及蒸發塘，具有消耗能源過多、資金投入總量較多等問題，因此，可以經由對具備較高節能性以及高效性的新型濃鹽水機械蒸發設備、蒸發塘加以綜合利用的技術進行高效率的研究和開發的方式，大幅度提升反滲透高濃鹽水的整體處理效率，同時，有助于降低各類資源、資金浪費現象發生的幾率。

3.3有機廢水處理技術

生化處理、深度處理、物化處理是有機廢水處理重要過程。第一，物化處理要求使用氣浮池與混凝沉淀池、隔油池。隔油池主要功能是排除油類物質，中間間斷排放形式適用于不沉于池底不易上浮到外層的乳化物與皂化物。氣浮池主要功能為：排除密度較低的油類物質與懸浮物。第二，生化處理方法包含缺氧-好氧脫氮技術、厭氧-缺氧-好氧技術、序批式活性污泥方法、氧化溝技術與生物移動床反應器。其中，缺氧-好氧脫氮技術、厭氧-缺氧-好氧技術交錯運行中排出有機物與氮類化合物，序批式活性污泥方法能夠在相同反應器中達到缺氧、好氧交錯運行，排出廢水內有機物與氮類化合物，氧化溝技術能夠在溝內各區域形成缺氧、好氧環境，從而達到硝化與反硝化效果。生物移動床反應器技術包含生物濾池與流化床不同特征，所以在廢水排放時不會發生濾池填料堵塞問題以及反沖洗操作，生物載體中的生物膜能夠讓該技術達到硝化與反硝化效果，實現脫氮目的。第三，深度處理過程中要求使用臭氧氧化、化學氧化與曝氣生物濾池、活性炭吸附。通過生化處理后的有機廢水，可生化性較低，臭氧氧化與化學氧化工藝經過高級氧化技術處理，有助于提升廢水可生化效果。曝氣生物濾池技術可以把廢水內殘留的COD與氨氮排除，活性炭吸附可以提升出水穩定效果，避免出水水質變化對后續膜處理的影響。

3.4加大對煤化工企業水源的保障力度

目前，我國計劃到2020年實現規劃的3000萬t煤制油，500億m3的由煤制氣工程。發展煤炭化工行業，煤和水是其中最為重要的兩個自然因素，而我國煤炭和水資源的分布卻是相向而行的，煤炭資源大部分都分布在水資源稀少的北方山西、內蒙古等地區，一個大型的煤化工項目往往要消耗數千萬至上億立方米的水。針對我國煤炭產區大多分布于北方干旱少雨地區，水資源缺乏的特點，在廠區建設時就應該對水源有著充分估計，煤化工中每生產1t的產品，要用到10t以上的水，在采用地表水地下水的同時，注意對天然降水、礦區排水和礦井廢水的利用，全力調配水資源。同時要注意企業內部水資源的循環利用，廠區要建有備用水庫，預留更多優質水源，保障生產用水的穩定供應。

3.5對煤化工廢水中的含鹽廢水

含鹽廢水水質特點是懸浮固體和總溶解固體濃度較高，而懸浮固體和總溶解固體濃度較高的廢水被排入到附近的水源中，會對當地水源的水質造成較為不良的影響。在對新型煤化工廢水零排放的處理中，除了要注意到有機廢水，也應該關注含鹽廢水。環境保護并非是個人的事業，而是一個對國家有著好處的事情，國家以及相關部門對廢水的處理應該更加密切的關注，也應該提供足夠的資金保證能夠實現對新型煤化工廢水的零排放。不可否認，一些工廠為了一己私利肆意排放工廠污水，這就需要政府監督機構能夠切實的盡職盡責，保證相關企業能夠安裝新型煤化工廢水零排放的技術設施，保證廢水處理能夠達標，促進環境更好的發展。我國能源稀缺與生態環境污染問題越來越突出，這對新型煤化工企業廢水處理技術提出了更高的要求，相關部門需從各個方面的影響因素出發，分析出零排放存在的問題并采取相應的解決措施，以實現新型煤化工企業的廢水零排放。

結語

新型煤化工廢水零排放技術的出現推動了我國環境保護的發展，是經濟可持續發展的要求。新型煤化工廢水零排放技術是一項復雜的系統，需要結合其運行現狀促進零排放，加強各個環節的完善改進。提升新型煤化工廢水零排放技術的運行效率，既可以實現環境保護，降低能源消耗，更可以推動我國經濟的可持續發展。

參考文獻

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[2]何緒文.新型煤化工廢水零排放技術問題與解決思路[J].煤炭科學技術，2015，（1）：120-124.

（作者單位：神華榆林能源化工有限公司）