煤化工廢水處理技術(shù)面臨的問題與優(yōu)化措施

韓繼峰(山東慧安達(dá)安全技術(shù)服務(wù)有限公司，山東 泰安 271026)

0 引言

現(xiàn)如今，我們國家的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度驚人，再加上人民群眾的環(huán)保意識顯著提高，使得水處理的問題被更多的人所關(guān)注，對于煤化工項(xiàng)目發(fā)展而言，其最大阻礙便是針對廢水所進(jìn)行的處理工作，而形成這一情況的主要原因眾多，包括社會各界人士的重視、環(huán)保政策的不斷完善以及處理標(biāo)準(zhǔn)的明顯增高。從我們國家的實(shí)際情況來看，現(xiàn)有的煤化工項(xiàng)目以示范工程居多，即便是存在較多的報(bào)道以及研究針對單一項(xiàng)目或者是技術(shù)處理，可是，在廢水處理過程實(shí)際情況、現(xiàn)存不足，以及處理辦法等方面依舊沒有涉及。基于煤化工水處理的現(xiàn)狀，本次研究對廢水的出現(xiàn)以及處理技術(shù)進(jìn)行了說明，并對其中的問題和難題進(jìn)行了整理，找出了合理的處理舉措，希望能夠?qū)π陆?xiàng)目以及現(xiàn)有項(xiàng)目的建設(shè)工作提供幫助。

以產(chǎn)品和技術(shù)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，煤化工可以規(guī)劃為兩類，分別是傳統(tǒng)型煤化工，以及新型煤化工。對于傳統(tǒng)型煤化工而言，其產(chǎn)品以乙炔、電石居多。對于新型煤化工而言，其原料為煤炭，借助高水平的技藝，從中提煉出乙二醇以及天然氣等物質(zhì)，同時(shí)，也將環(huán)保的新理念體現(xiàn)在了生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，保證了煤炭的清潔利用，所以，這種煤化工也被叫作現(xiàn)代煤化工。

正常情況下，煤化工廢水代表的就是在進(jìn)行煉焦、煤制油以及煤制氣等過程中出現(xiàn)的廢水，此種水體來源便是化學(xué)水站、液化等環(huán)節(jié)。可是，從廣義的層面上來看，煤化工廢水也包括初期雨水、回收利用管線中的濃鹽水和生活污水等。

1 煤化工廢水污染現(xiàn)狀

以寧夏某能源化工基地作為研究對象，對其進(jìn)行調(diào)查研究后得知，2014年整年，此基地所產(chǎn)生的工業(yè)廢水達(dá)到了2.5×107t，煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水在其中的占比達(dá)到了55%左右，此種企業(yè)的化學(xué)需氧量超過了861t，這在化學(xué)需氧總量中的占比將近四成，并且其中也有超過240t的氨氮排放，這些氨氮排放在總排放量中的占比超過九成以上。除此之外，在此基地附近的甜水河下游位置中，2014年的廢水排放以及氨氮含量較上一年提高了1.08倍以及0.56倍，特別是氨氮排放量，相較于10年，上漲接近7倍。在經(jīng)過了更深層研究后了解到，甜水河下游斷面位置的氨氮濃度提升，主要是因?yàn)榘钡约皬U水的排放量加大。

對于煤化工行業(yè)而言，其最為突出的一個(gè)特點(diǎn)便是巨大的耗水量，所以，所有的煤化工企業(yè)都要對水處理設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，而且還要保證其規(guī)模和用水、用氣的需求相匹配。如果一個(gè)煤制油企業(yè)的油品產(chǎn)量能夠達(dá)到100萬t，那么所使用的水量一定會超過1×107t。如果煤化工企業(yè)生產(chǎn)40億m3天然氣，或者是生產(chǎn)了6×105t烯烴，那么所使用的水量會超過2×107t。經(jīng)研究得知，對1000m3的天然氣進(jìn)行生產(chǎn)，需要使用的水量為6～8t，對1t的烯烴進(jìn)行生產(chǎn)，則需要使用27～30t的水。

2 煤化工廢水源解析

對于煤化工企業(yè)而言，無論是何種生產(chǎn)過程，其中都會有廢水出現(xiàn)，所以，煤化工廢水的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。因?yàn)槊夯ろ?xiàng)目之間的差異存在，所以廢水質(zhì)量、廢水出現(xiàn)過程也必然存在差異，這種情況出現(xiàn)的主要原因便是生產(chǎn)所用技術(shù)以及環(huán)境、產(chǎn)品類型等各不相同。除此之外，煉焦、煤制油、煤制氣所產(chǎn)出的廢水量以及氨氮量也不一致。因?yàn)橛绊懸蛩氐牟环€(wěn)定性和不確定性，雖然煤化工項(xiàng)目相同，但是，產(chǎn)生的廢水也會因?yàn)闀r(shí)間的差異而不同。從整體范圍來看，煤化工廢水源包括六個(gè)方面，分別是煤質(zhì)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品種類、運(yùn)行工況以及煤化工技術(shù)和水質(zhì)特點(diǎn)。由此得知，工藝、設(shè)備以及原材料等都和煤化工廢水源有極為緊密的聯(lián)系。為了保證廢水類鹽、酚類等污染物的控制效果，一定要對煤化工廢水源頭進(jìn)行確定。

3 我國煤化工廢水處理技術(shù)面臨的問題研究

從上文提到的內(nèi)容中能夠了解到，現(xiàn)階段中，我們國家的煤化工廢水處理技術(shù)在整個(gè)過程中均有體現(xiàn)，而且在經(jīng)過了不斷的研究和調(diào)整之后，各單元的技藝以及處理辦法在水平上顯著提高。可是，依舊有一些問題存在其中，這些問題尚未得到處理，使得煤化工廢水處理還沒有達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)水平。

3.1 酚氨工藝回收效果不穩(wěn)定

在煤化工項(xiàng)目的早期建設(shè)中，為了能夠進(jìn)行廢水的除氨脫酚，企業(yè)一般會借助脫氧、脫酸或者是萃取等方式，可是，pH值較高的話，進(jìn)行脫酚萃取并不能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，這便使得生化段水體的酚含量較高。此種情況的成因體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先，廢水預(yù)處理的重要價(jià)值和作用沒有得到企業(yè)認(rèn)知；其次，現(xiàn)有的酚氨回收手段較為落后。舉個(gè)例子，在哈爾濱某煤制氣企業(yè)中，他們使用了老舊的酚氨回收技藝，導(dǎo)致了廢水中的含酚量以及含氨量極高。此種情況的出現(xiàn)并非個(gè)例，在云南、浙江等地區(qū)也時(shí)有發(fā)生。除此之外，雖然有些地區(qū)引入了高水平的魯奇酚氨回收技藝，可是在使用的靈活性上略有不足，所以起到的效果和預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。舉個(gè)例子，在慶華、赤峰等地區(qū)中，當(dāng)?shù)氐拿褐茪馄髽I(yè)使用這種技術(shù)，使得廢水中的總酚濃度達(dá)到了每升500mg，而且表現(xiàn)出了極強(qiáng)的波動性。

3.2 高含油廢水的預(yù)處理效果差

在一些煤化工項(xiàng)目中，所需要使用的特殊高油原料煤數(shù)量巨大，所以，也使得相當(dāng)多的高含油量廢水出現(xiàn)。舉個(gè)例子，在慶華某煤制天然氣以及廣匯某煤制二甲醚項(xiàng)目中，因?yàn)檫M(jìn)水出現(xiàn)波動的情況，使得廢水中的含油量極高，每升含油量為1000mg。基于此種情況，有極多的泡沫出現(xiàn)在了氣浮設(shè)備中，從而使得油水分離沒有達(dá)到預(yù)期效果。而為了對此種情況進(jìn)行處理，我們國家的專家學(xué)者們紛紛投入了極大的精力和時(shí)間。李丹陽，在這位學(xué)者的研究中，研究對象確定為氮?dú)鈿飧」に嚕瑢Υ斯に囁邆涞某湍芰M(jìn)行了研究，從研究結(jié)果中得知，有機(jī)物預(yù)氧化速度下降，可以有效地控制廢水中的泡沫。

3.3 工藝繁多，但運(yùn)行效果不穩(wěn)定

現(xiàn)如今，隨著科技水平的不斷提高，針對煤化工廢水進(jìn)行處理的方式方法漸漸豐富，一些企業(yè)使用的處理辦法依舊老舊、落后，而有的企業(yè)則將新型的處理方式進(jìn)行了使用，即便是這樣，針對廢水進(jìn)行處理的穩(wěn)定性還是得不到保障。從研究調(diào)查中能夠得知，很多的煤化工企業(yè)依舊不能夠達(dá)到廢水的處理標(biāo)準(zhǔn)，真正能夠達(dá)到廢水處理達(dá)標(biāo)的企業(yè)數(shù)量極少。

4 煤化工廢水處理技術(shù)優(yōu)化研究

4.1 保障運(yùn)行穩(wěn)定的技術(shù)優(yōu)化

現(xiàn)如今，在煤化工廢水處理過程中，存在的主要問題便是工藝較為復(fù)雜，但是成果不具備穩(wěn)定性。在煤化工領(lǐng)域中，“厭氧+多級好氧”的處理方式得到了大范圍的普及，可是，這兩個(gè)過程完全不能處于同一個(gè)時(shí)間以及空間中，達(dá)到相同，另外，兼氧過程也不夠完善。為了能夠?qū)U水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性做出保障，對處理的方式開展了強(qiáng)化，將開關(guān)曝氣閥門安裝在了A/O池中，這樣一來，這兩個(gè)過程就會相互交錯(cuò)進(jìn)行，同時(shí)以進(jìn)水二氧化碳、氨氣、氮含量作為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整污泥回流比。借助技術(shù)的強(qiáng)化，廢水處理系統(tǒng)的抗沖擊力顯著提升，出水中的有機(jī)物含量減少，運(yùn)行整體效果趨于穩(wěn)定。

4.2 水資源優(yōu)化調(diào)度

針對回用水站以及濃鹽水站而言，對其出水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行提高，可以借助水資源優(yōu)化調(diào)度法實(shí)現(xiàn)。將反滲透的技術(shù)應(yīng)用于超濾水箱中，如此一來，廢水便能夠進(jìn)行反滲透以及超濾處理，所以，水質(zhì)不能夠和原始流程進(jìn)行對比。將多介質(zhì)過濾的方式應(yīng)用于濃鹽水站中，即便廢水濁度處于0.5NTU至1.0NTU范圍內(nèi)，相較于超濾后水稍大，可是，因?yàn)槠渲写嬖诩{床、HERO以及超濾過程，所以，水質(zhì)一定會有明顯的強(qiáng)化。從實(shí)踐過程中能夠看出，針對煤化工廢水的處理而言，水資源優(yōu)化調(diào)度法可以發(fā)揮巨大作用，具備可行性。

4.3 泡沫及臭氣優(yōu)化控制方法

對于玻璃鋼防護(hù)罩而言，作為一種前端裝置，它是應(yīng)用于泡沫及臭氣優(yōu)化技術(shù)中的，其功能包括四個(gè)方面。首先，對消泡管松動的情況進(jìn)行控制；其次，環(huán)境溫度低的情況下，廢水溫度可以避免出現(xiàn)大幅降低；再次，臭氣可以于頂端進(jìn)行采集，池體位置的封閉可以得到保障，氣體不會出現(xiàn)逸散；最后，可以有效地對泡沫膨脹率進(jìn)行控制。

對泡沫及臭氣優(yōu)化控制工作而言，其中的關(guān)鍵過程主要有兩個(gè)，分別是規(guī)避泡沫的出現(xiàn)和對已經(jīng)出現(xiàn)的泡沫的處理。在泡沫出現(xiàn)之前，控制泡沫出現(xiàn)的方式主要有三種，分別是對EC外循環(huán)厭氧回流速度加大、BE生物低溶解氧曝氣濃度提高以及氮?dú)鈿飧〕汀＝?jīng)過實(shí)驗(yàn)可以了解到，上述三種方式相較于以往使用的廢水處理辦法，在所出現(xiàn)的泡沫量上較低。當(dāng)泡沫出現(xiàn)后，在A/O池玻璃鋼防護(hù)罩的頂端位置和BE生物增濃池中，進(jìn)行消泡管的設(shè)置，玻璃鋼防護(hù)罩的作用是保證泡沫不會出現(xiàn)滿溢的情況，向其中導(dǎo)入甲醇，泡沫則會快速消失。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今，環(huán)保成為了一個(gè)熱議話題，人民群眾以及社會各界人士紛紛將關(guān)注點(diǎn)放在了煤化工廢水的處理成效上。從煤化工企業(yè)的角度出發(fā)，除了要對廢水處理技術(shù)層面的問題進(jìn)行深度認(rèn)知之外，對于優(yōu)化調(diào)度水資源、保證工藝運(yùn)行穩(wěn)定性等方式也要進(jìn)行使用，實(shí)現(xiàn)我們國家煤化工產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

基于現(xiàn)有的煤化工廢水處理情況以及問題，從中能夠得知，一些問題出現(xiàn)的根本原因便是設(shè)計(jì)單位以及企業(yè)沒有了解到廢水處理的重要性，雖然這些問題可以在新建的項(xiàng)目中進(jìn)行處理，可是，像運(yùn)行效果波動、出水達(dá)標(biāo)不穩(wěn)定以及臭氣和泡沫的處理等問題，依舊存在于大多數(shù)的煤化工項(xiàng)目中。行業(yè)內(nèi)的有關(guān)人士及專家學(xué)者們需要將研究的重心放在上述問題的處理和優(yōu)化中，保證煤化工項(xiàng)目的正常開展。