當(dāng)前零排放技術(shù)在煤化工污水處理中的應(yīng)用

李耀武 李凱（.中海油大同煤制氣項(xiàng)目組，山西 大同03700；.海洋石油工程股份有限公司，河北 承德300450）

就中國一直以來的能源發(fā)展格局來說，基本上可以歸納為“富煤、貧油、少氣”的表現(xiàn)特征，在這種能源背景下，我國的煤化工行業(yè)獲得非常快速的發(fā)展，并且一躍成為我國行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展最快的行業(yè)之一。但是煤化工領(lǐng)域所具備的一些技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)，雖然能夠給相關(guān)企業(yè)帶來較為充足的清潔性能源，但是也為其帶來較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，尤其是對(duì)水資源方面的污染。而且當(dāng)前我國的水資源相較于其他國家，還處于相對(duì)緊缺的狀況，如果水資源污染嚴(yán)重，將非常不利于我們國家和社會(huì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。針對(duì)這一情況，煤化工行業(yè)領(lǐng)域企業(yè)有必要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)，學(xué)習(xí)先進(jìn)性的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，繼續(xù)研發(fā)并應(yīng)用現(xiàn)代化的煤化工污水零排放技術(shù)以及各類新技術(shù)，最終有效的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無工業(yè)廢水外派。

1 煤化工廢水分類和水質(zhì)特點(diǎn)以及現(xiàn)狀分析

要想在煤化工行業(yè)發(fā)展項(xiàng)目中盡可能的實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的零排放，需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)非常關(guān)鍵性的前提條件，首先是分類處理廢水，其次是分質(zhì)處理廢水。具體來說，按照不同的污染物類型劃分，可以將煤化工行業(yè)領(lǐng)域的廢水大致分成兩大類，一是含鹽污水，二是有機(jī)污水。前者主要包括煤化工工程中的循環(huán)水排水、洗滌廢水以及系統(tǒng)除鹽水排水等，這類污水的含鹽度高。后者則主要包括初期雨水、氣化廢水、地面沖洗水、化工裝置廢水以及生活污水等，這些污水中COD 以及氨氮含量較高，含鹽量較低。

其中，氣化廢水在有機(jī)廢水中含量最高，實(shí)踐數(shù)據(jù)收集表示大多數(shù)情況下都在60%以上。相對(duì)來說，零排放技術(shù)中的中溫氣化工藝在對(duì)污水處理后，其產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜性較高，含有降解難度極高的酚類、焦油等物質(zhì)，同時(shí)氨氮含量也較高。因?yàn)榉瞻焙休^高的毒性，因此有必要對(duì)其進(jìn)行回收。但是就酚氨回收效率來說，相比于國外一些國家，我國的回收效率較低，就算是經(jīng)過了酚氨處理，所得到的廢水中氨氮和COD 質(zhì)量濃度還是非常高，通常都超過了300mg/L。除此之外，廢水中也含有較多種類的有機(jī)污染物，如硫、氧、氮的雜環(huán)化合物以及多環(huán)芳香族化合物、酚類化合物等，這些都是非常典型的降解難度高的有機(jī)化合物工業(yè)廢水。從廢水水質(zhì)角度上分析，經(jīng)過德士谷水煤漿加壓氣化以及殼牌粉煤加壓氣化工藝處理后所得到的水質(zhì)含量相對(duì)較少，其中COD 的質(zhì)量濃度很低，通常都在500mg/L以下，要知道200mg/L左右的氨氮質(zhì)量濃度就可以將其歸屬到較高的范疇[1]。而含鹽污水中的總?cè)芙夤腆w和懸浮固體的濃度相對(duì)偏高，而COD和氨氮含量濃度相對(duì)較低。其中造成廢水中總?cè)芙夤腆w濃度過高的原因在于為了提升新鮮水的濃縮速度，從而向化學(xué)水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)添加了一定濃度的化學(xué)藥劑。

時(shí)代發(fā)展和科技進(jìn)步是相對(duì)同步的，就煤化工行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水處理來說，最開始使用的處理辦法就是直用直排，接著開始采用源頭治理的辦法，在之后的發(fā)展過程中，開始研發(fā)出分級(jí)分類處理的用水網(wǎng)絡(luò)，在分質(zhì)回用的技術(shù)支持下，很好地實(shí)現(xiàn)了污水減排，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了污水零排放的目標(biāo)。其中，零排放技術(shù)最開始出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，并主要應(yīng)用于火力發(fā)電廠。總結(jié)來說，零排放技術(shù)最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)在于將新鮮水的利用和浪費(fèi)控制在最小程度，然后將工藝處理下的用水指標(biāo)體系化，實(shí)現(xiàn)污水的集中處理量在最低范圍，最終達(dá)到分質(zhì)合理回用與節(jié)能和節(jié)水的耦合優(yōu)化。時(shí)代發(fā)展到現(xiàn)階段，零排放技術(shù)已經(jīng)在很多行業(yè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，如煤化工行業(yè)、氮肥企業(yè)、冶煉廠等。

2 零排放技術(shù)在煤化工污水處理中的應(yīng)用

2.1 有機(jī)污水處理階段

通常情況下，在進(jìn)行有機(jī)污水的處理時(shí)，必須依次經(jīng)過3個(gè)環(huán)節(jié)，即預(yù)處理、生化處理和深度處理。其中，在第一環(huán)節(jié)需要利用隔油、氣浮、沉淀等技術(shù)和方法對(duì)污水進(jìn)行初步處理。接下來，在第二環(huán)節(jié)需要綜合考量污水中的水質(zhì)情況以及煤化工項(xiàng)目中所在的地區(qū)和污水處理場所等多方面因素，根據(jù)實(shí)際情況，選擇最為合適的處理工藝，一般來說，最常采用的處理方法有A/O、SBR、氧化溝等。在深度處理環(huán)節(jié)，最常采用的處理工藝是曝氣生物濾池，但是要注意的是，在該工藝的前期階段還需要輔以臭氧高級(jí)氧化技術(shù)。當(dāng)所有環(huán)節(jié)全部完成后，處理后的污水會(huì)進(jìn)入含鹽污水處理系統(tǒng)，進(jìn)行下一步的除鹽操作[2]。

2.2 含鹽污水處理階段

顧名思義，含鹽污水處理系統(tǒng)主要處理的污水便是含鹽污水，用以處理其所含有的大量的鹽類物質(zhì)。但是由于不同處理階段的污水中鹽分濃度表現(xiàn)出較大的差異，在具體選擇處理技術(shù)時(shí)，需要具體情況具體分析。一般來說，經(jīng)過有機(jī)污水處理系統(tǒng)處理后的污水，含鹽量相對(duì)偏低，此時(shí)可以選擇雙膜法即通過超濾反滲透除鹽處理，在此種方法下得到的水質(zhì)能夠用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水。但是雙膜法具有一定的缺陷，其回收率不高，只能得到大部分的潔凈水，但是仍有一部分高濃度鹽分和有機(jī)物的污水不能被很好地處理。針對(duì)這一情況，則需要使用進(jìn)行膜再收縮的方法，在此過程中所涉及到的技術(shù)主要有膜濃縮技術(shù)、納濾膜濃縮技術(shù)等。經(jīng)過再次處理的鹽水會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步的加工處理，最終實(shí)現(xiàn)最大限度的回收利用。

3 當(dāng)前煤化工污水零排放技術(shù)應(yīng)用存在的問題

在煤化工工程的污水處理過程中，零排放技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，往往會(huì)受到較多因素的影響。具體體現(xiàn)在：首先，在技術(shù)方面，由于在有機(jī)污水處理系統(tǒng)后的污水不能直接作為循環(huán)再生水進(jìn)行回收利用，因此需要除鹽技術(shù)水平非常高。但是經(jīng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，除鹽系統(tǒng)在實(shí)際操作中很容易因?yàn)辂}分含量過高在長時(shí)間的流通中導(dǎo)致管道阻塞和設(shè)備管道腐蝕等問題，從而造成設(shè)備壽命縮短，因而設(shè)備成本投入過高。其次，在經(jīng)濟(jì)方面，零排放技術(shù)的完成需要大量的裝置設(shè)備的運(yùn)作加持，同時(shí)還要聘請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)人員，往往需要投入較大的采購和教育資金，除此之外，含鹽污水處理系統(tǒng)的運(yùn)作需要花費(fèi)非常高的資金成本，而且最終得到的清潔水還需要對(duì)其進(jìn)行必要的含量檢測，確保其能夠很好地滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和使用標(biāo)準(zhǔn)，而這一過程的實(shí)現(xiàn)往往需要花費(fèi)較多的資金。最后，環(huán)境保護(hù)方面，煤化工污水處理后經(jīng)常會(huì)得到較多的結(jié)晶固體，其含有濃度較高的金屬離子和有機(jī)物，這類污染物處理不好，很可能會(huì)造成環(huán)境的二次污染。這些不同方面的阻礙都在很大程度上構(gòu)成了當(dāng)前煤化工污水零排放技術(shù)的應(yīng)用與推行[3]。

4 零排放技術(shù)在煤化工污水處理過程中應(yīng)用的建議

受到各種因素的影響，現(xiàn)階段零排放技術(shù)在煤化工污水處理過程中的應(yīng)用途徑并非非常廣泛，當(dāng)下仍然還有很大一部分的煤化工企業(yè)繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，以致于出現(xiàn)各種排放污水不達(dá)標(biāo)、廢水回收利用率低下等各種問題。為最大限度的規(guī)避這一情況，煤化工行業(yè)領(lǐng)域企業(yè)必須熟悉和掌握國家對(duì)環(huán)保、綠化等相關(guān)政策，并推廣使用符合國家政策標(biāo)準(zhǔn)的零排放技術(shù)，進(jìn)而很好地提升保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。除此之外，煤化工企業(yè)還應(yīng)該繼續(xù)加大對(duì)零排放技術(shù)的資金投入，同時(shí)積極引進(jìn)先進(jìn)的人才資源和運(yùn)行設(shè)備，從而為零排放技術(shù)在污水處理過程中的廣泛應(yīng)用提供非常有利的設(shè)備和人才資源保障。最后，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)結(jié)晶工藝、膜濃縮工藝等技術(shù)的不斷探索和研究，以期減少環(huán)境污染[4]。

5 結(jié)語

綜上所述，煤化工行業(yè)領(lǐng)域作為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中占據(jù)非常重要的位置，考慮到我國的煤化工項(xiàng)目分布范圍非常廣泛，為了最大限度的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的高效利用，減少水資源的污染，各地廠家可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃辞闆r以及污水處理情況，選擇最為合適的廢水處理辦法，與此同時(shí)，在健全的法律法規(guī)的配合約束下，有必要對(duì)當(dāng)前發(fā)展較為快速的零排放技術(shù)的功能特點(diǎn)進(jìn)行深入徹底的研究和探討，爭取最大限度的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的零排放。