煤化工水處理工藝常見問題探討

牛永剛

摘 要：本文從煤化工水處理工藝中的預處理共性問題、生化與深度處理共性問題、廢水回用率共性問題和高鹽水處理共性問題四個角度出發，梳理煤化工廢水處理工藝的常見共性問題，并提出技術開發方向。

關鍵詞：煤化工;廢水凈化;水回用率;結晶雜鹽

1 前言

在我國的煤炭資源分布中，陜西、山西、寧夏、內蒙古等西部地區的煤礦資源占到了全國煤炭資源總量的65%以上。在煤炭資源化利用的產業中，考慮到煤炭資源運輸成本，往往煤化工產業通常是依附于本省的煤炭產地而建立。但是，例如陜西、陜西、寧夏、內蒙古等地又面臨的水資源短缺的問題，隨著煤化工產業的擴張，產業發展與水資源短缺的矛盾日益凸顯，成為了煤炭清潔化利用戰略轉型的重要制約因素。因此，提高煤化產業的水資源利用率，提高廢水處理能力，實現廢水零排放具有重要意義。

煤化工廢水中包含了煤氣化、煤氣凈化以及焦化產品回收工藝中所生成的污染物，主要包括了有機污染物和無機污染物，化學組成復雜。其中有機污染物中包括了酚類化合物、烯烴類化合物、芳香烴碳氫化合物以及吡啶、吲哚、噻吩和喹啉等雜原子化合物，無機污染物中包括了氨氮、無機氟離子、氰根離子等。污染物毒性高，微生物很難在其中生長發揮生化處理功能，不能直接進行生化凈化處理。因此，對于煤化工廢水需要綜合物理凈化技術、化學凈化技術、物理化學凈化技術和生化凈化技術進行處理，以求達到排放標準。為了提高煤化工廢水的凈化技術水平，本文重點煤化工廢水處理工藝中的一些共性問題進行梳理。

2 煤化工水處理工藝共性問題

2.1 預處理工藝問題

早期設計使用的煤化工廢水預處理工藝中，受到技術條件的限制以及反應深度認識的欠缺，通常采用，脫酸、萃取、脫氮的預處理工藝對煤化工廢水進行除酚脫氮，導致在酸性環境下萃取除酚的效率較低，導致進入生化處理環節時廢水中的酚含量仍然較高，影響生化處理效率。數據統計表明，采用此種預處理工藝的化工廢水，預處理后廢水中總酚含量普遍超過500ppm。

2.2 生化與深度處理問題

2.2.1 實際生產廢水水質與設計指標相差很大

在煤氣化、煤熱解或者煤直接液化等加工過程中，受到煤質、操作運行工藝、裝置穩定性等影響因素，對應產出的廢水水質也有很大的變化。例如使用不同硫氮含量的煤進行煤直接液化加工，對應產出的酸性水廢水中的硫氮雜原子含量和COD值波動范圍可以達到3-8倍。

2.2.2 凈化水COD值、氨氮超標

COD和氨氮是評價廢水凈化效率的重要評價指標，通常的煤化工工藝中，凈化的廢水如果作為循環工業冷卻是使用，其COD的最大值為80mg/L，氨氮最大值為15mg/L。但是從企業實地調研的數據結果來看，只有少數的煤化工企業配套的深度凈化工藝能夠穩定的產出標準凈化水，大多數煤化工企業經過深度凈化的水COD都要超過100mg/L，而氨氮則超過20mg/L。超標的凈化水會用將會增加后續工藝條件的苛刻度。

2.2.3 工藝設計不合理

雖然我國在煤化工技術產業中以及去的了如煤制甲醇制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇、煤加氫液化等技術，但是對煤化工廢水處理技術的研究仍存在不足，拍很多煤化工企業建設的廢水處理工藝仍存在設計不合理的情況。內蒙古某公司的煤制油項目中，廢水的芬頓氧化技術使用硫酸調節水質酸度，其所帶來的硫化氫污染、中毒，分級處理設計不合理，處理效果差等問題。

2.3 回用處理問題研究

2.3.1 部分項目水回用率低

根據理論設計計算，煤化工廢水經過深度凈化處理后，水回用率可以達到90%以上。但是實際上，很多煤化工項目中，缺乏深度凈化處理工藝，導致廢水回用率較低。

2.3.2 鹽平衡優化

煤化工項目中的水平衡優化已經較為完善，但是對含鹽廢水源頭、水質、水產量的分析仍存在數據不足的問題。無法準確的梳理每個技術環節中污染源含鹽貢獻率，導致無法進行科學、合理的精細化技術調度整合。

2.4 高鹽水處理問題研究

結晶鹽處理亟需解決：國家有關標準中規定，煤化工結晶雜鹽屬于危險廢物，增加了企業環保處理的成本。大部分城市的結晶雜鹽處理費用都高于2000元/t，平均價格也要在2200元/t。其次，很多煤化工項目的結晶雜鹽產量也很多，一個年產天然氣達到億立方米的產業，每年可以副產結晶雜鹽3.8萬t;一個年產60萬t烯烴的煤化工項目，每年可副產結晶雜鹽8萬t。因此，即使在不考慮人工成本、運輸成本的計算下，沒多煤化工項目結晶雜鹽處理費用的支出就要達到幾千萬。

3 技術發展建議

針對上述問題，一些研究人員相繼開發出了新型處理技術。例如針對COD大于100mg/L超標問題，通過補充BE池污泥濃度、提高廢水循環加工量等手段進行優化;對于廢水氨氮超標問題，可以通過提高碳酸鹽堿度、提高甲醇濃度的方式，降低水中氨氮含量;通過廢水系統全分析，建立廢水梯度利用系統，提高脫鹽水環節水質，同時取出脫鹽水環節的“多介質過濾+超濾”工藝，降低凈化成本。

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