新型煤化工廢水零排放技術的問題與解決思路

王冬 張洪偉(兗礦新疆煤化工有限公司，新疆 烏魯木齊 830011)

0 引言

我國的能源情況總體來說是“富煤少油”，煤炭資源比較豐富，是我國主要也是重要的生產生活能源來源。在此情況下，爭取將煤化工企業的實效性做出有效發揮，加速石油化工方面的替代品進步，對于減低我國石油依賴，提升我國的經濟發展水平、增強我國的國際競爭力有著重要的作用。但對于煤化工企業而言，在實際的生產過程當中，往往會產生大量的工業廢水，對周邊環境產生較大的不良影響，如何盡量減少工業廢水的產出，做到工業廢水零排放，是目前煤化工企業面臨的難題。

1 煤化工廢水的類型以及特點

煤化工行業想要達到廢水零排放的目標，需要做到兩個前提：一是對煤化工廢水進行分類收集；二是對煤化工廢水按照水質分別處理。

煤化工企業的廢水按照內含的不同的污染物類型大體可以分為兩種，分別是有機廢水以及含鹽廢水。有機廢水主要包括生活污水、初期雨水、地面沖洗水、氣化廢水、化工裝置廢水，而其中又以氣化廢水所占比例為最高。有機廢水的水質特點是COD 濃度和氨氮的濃度偏高。含鹽廢水主要包括循環性排污水和化學水站排水。含鹽廢水也稱作清凈廢水，其水質特點是為了增進新鮮水的濃縮，會在循環水系統以及化學水系統中添加一定量的化學藥劑，導致水體中懸浮固體和總溶解固體的濃度偏高，與COD 以及氨氮濃度差距過大。

2 煤化工企業工業廢水排放中的問題

2.1 企業用水來源單一，缺少第二水源

以煤化工企業生產項目中的煤油轉化操作為例，在煤化工企業利用煤炭進行油類制造的整個項目過程中，平均消耗的水量大致在10t 左右。我國大部分的煤礦礦區都處于山區等水源缺乏的地區，而煤化工企業一般都依傍于煤炭產區建造，企業周邊的水源量往往難以支撐煤化工項目的需要。在煤化工企業所在地周邊堪尋新的水源，以及利用技術手段提高水資源利用能力，是企業正常開展生產活動的重要保障[1]。

2.2 處理成本大

廢水處理成本大也是企業在進行廢水零排放處理時面臨的難點。廢水零排放項目的實施需要根據煤化工企業的具體水質情況指定計劃及廢水處理轉化方式，需要極大的經濟投入。在規模投資建設方面，通常的零排放項目建設一天的成本金額就高達數萬元，整個項目周期通常又比較長，總體投資動輒以億元計。項目的后續的持續運行也需要消耗大量資金。零排放項目運行能耗大，各個污水處理環節還需消耗大量資源，零排放項目處理污水時的直接成本和總體成本的金額都要大大高于市面上其他相關處理方式的單價。

2.3 實際處理中技術點眾多

煤化工企業零排放的主要思路包括利用BGL 爐煤制氣生產合成氨、尿素，廢水轉化生產甲醇、烯烴，煤直接液化商用、污水回用等。但在實際操作過程中，氣化廢水的處理難度相當大，是氣化廢水處理中的首要難點，尤其在碎煤加壓產生的氣化廢水中，往往含有大量降解難度較大的酚類、氨氮、油類等有毒有害物質。其次，新型煤炭化工生產中產生的氣化廢水，水質直接受到煤化工企業所用煤礦的煤質、生產過程溫度、壓力以及添加物等因素的影響，廢水水質波動很大，廢水穩定性也較差。這種具有波動性和不穩定性的氣化廢水水質情況給廢水零排放中的廢水回收和廢水處理環節都會帶來很大的壓力。仍然以碎煤加壓產生的氣化廢水為例，COD 值在不同煤化工企業的同類廢水中波動范圍可以達到3 倍甚至10 倍以上。再次，在對廢水進行處理的過程中，也會對回收裝置有所影響。比如回收有機廢水時，水中包含的有機物會在進水時會對回收膜造成污染[2]。

3 煤化工企業工業廢水排放問題的對策

3.1 積極開拓備用水源

煤化工企業應當積極的尋找備用水源，對于依傍煤炭礦區修建的煤化工企業來說，可以考慮收集利用自然降水、地下水、礦井水等補充自身水資源消耗，建立結構合理的地下水庫對水資源進行存儲。同時要積極研究水資源的循環利用，盡可能地對所擁有的水資源進行效益最大化的安排。不同來源的水資源質量也不相同，要積極結合新的工藝和新的技術，進行新的開發，將不同質量的水資源轉化為高質量的煤化工用水。通過開源節流的方式，滿足企業的用水需求，增強企業效益，為提升企業生產能力和進行零排放項目實施打下基礎。

3.2 對企業企劃廢水的水質特征進行針對性分析

要想對氣化廢水進行良好的處理，必須要清晰的知道氣化廢水的特征。煤化工企業應當在對自身產生的氣化廢水，包括有機廢水與含鹽廢水進行基礎的生化處理以及預處理之后，對廢水的特征進行分析，制定相應的處理計劃。比如對廢水中的有毒物資、強揮發性物質、有色物質、不易降解油類物質等進行分析，確認廢水TDS 中是否含有離子成分，是否會帶來額外的膜污染，對會對濾化膜造成污染的各種物質進行總結分析。另外，也應定量和定性的對一級反滲透的濃鹽水進行嚴格操作。通過有針對性的探明氣化廢水的特征和內含物組成結構，提升企業對于廢水的處理的效率和有效性，也可以一定程度上減輕企業的錯誤或過量處理帶來的負擔[3]。

3.3 樹立良好的廢水處理意識

首先要針對二級反滲透技術進行優化，通過對于一級反滲透水的化學機理進行相關的研究分析，改善脫鹽技術，解決二級反滲透操作后的含鹽廢水會給反滲透膜造成的污染問題，創造出更有經濟型和可行性的針對高含鹽量的廢水的反滲回收利用技術。

其次，要對氧化技術進行深入研究，對廢水中的可降解性低的有機物進行進一步有效去除，大幅度降低由于反滲透濃水機械蒸發操作產生的強揮發性氣體，降低周圍環境被污染的可能性。

最后，綜合利用濃鹽水增發設備以及蒸發塘，提升反滲透高濃鹽水的整體處理效率，并降低資源與資金的浪費[4]。

3.4 選擇適合的處理方案

煤化工企業廢水零排放方案不是單一的，因此要選擇合適的廢水處理思路。比如云天化集團，針對自身煤氣化廢水含油量大，高COD 高鹽高酚類的特點，采用設置隔油和氣浮單元、水解酸化、雙膜法等，對自身廢水進行有效處理，系統脫鹽率長期維持在98%左右。而神華集團則是利用微生物生化降解，深度處理MBR 工藝等，在保持較高回收率的情況下保證了膜處理系統的長期穩定運行，為實現零排放奠定良好基礎，此后又采用雙膜法以及超濾裝置，在場地較小的情況下以低化學藥品與低運行成本的效果，截留水中微粒、細菌等，改善和穩定了廢水處理后的水質。

4 結語

綜上所述，在當前發展形勢的要求下，煤化工企業要積極分析自身情況，并積極探究利用新的技術，對氣化廢水進行綜合處理，做到廢水零排放，確保企業的健康穩定發展，也為保護周邊環境、提升我國經濟實力作出保障。