煤制油廢水零排放實(shí)踐與探索

李朝林

（神華榆林能源化工有限公司，陜西榆林 719302）

煤制油廢水零排放實(shí)踐與探索

李朝林

（神華榆林能源化工有限公司，陜西榆林 719302）

隨著近年來我國煤化工行業(yè)的快速發(fā)展，生產(chǎn)中需求的大量的生產(chǎn)用水和產(chǎn)生的大量的廢水對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。為了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約水資源我國先后頒布了各項(xiàng)法律法規(guī)要求煤化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)廢水的“零排放”。首先分析了煤制油工業(yè)中廢水的來源并對其進(jìn)行了分類，然后闡述了工業(yè)中常用的含油廢水處理方法以及實(shí)現(xiàn)煤制油“零排放”所遇到的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境和管理上的困難。

煤制油；廢水；零排放

近年來，霧霾等極端天氣相繼出現(xiàn)，我國正面臨著嚴(yán)重的環(huán)境問題。由于我國的資源限制煤制油企業(yè)近年來快速發(fā)展，但是耗能巨大，尤其是對水資源的需求和污染更是不能不面對的問題。我國煤制油工業(yè)多分布在西北等極度缺水的地方，化工業(yè)對水資源的污染加劇了當(dāng)?shù)厮Y源的短缺，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活生產(chǎn)用水和環(huán)境污染的矛盾日益嚴(yán)重[1]。

廢水的“零排放”是解決環(huán)境問題與生產(chǎn)矛盾的最有效的方法。我國廢水“零排放”的概念是在2005年頒布的《中國節(jié)水技術(shù)政策大綱》中首次提出；2007年頒布的《國家環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃》更明確要求在鋼鐵、電力、化工、煤炭等重點(diǎn)行業(yè)推廣廢水循環(huán)利用，努力實(shí)現(xiàn)廢水少排放或零排放；2008年頒布的標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)用水節(jié)水術(shù)語》中對“零排放”解釋為企業(yè)或主體單元的生產(chǎn)用水系統(tǒng)達(dá)到無工業(yè)廢水外排[2]。

1 煤制油廢水來源及分類

1.1 煤制油廢水來源

煤制油就是通過物理化學(xué)方法將固態(tài)的煤轉(zhuǎn)化為聚乙烯、聚丙烯、汽油、柴油等液態(tài)燃料和化工產(chǎn)品的方法。在煤制油的過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)剩余的水和生成水、對產(chǎn)品的清洗過程中剩余的水、蒸餾過程中的冷凝水、油罐車等試驗(yàn)設(shè)備清洗所產(chǎn)生的水是煤制油過程中廢水的主要組成部分。

1.2 煤制油廢水分類

煤制油工藝中產(chǎn)生的廢水大體可分為高濃度含酚工業(yè)廢水和低濃度的含油工業(yè)廢水兩類。根據(jù)廢水產(chǎn)生的原因和水中污染物的成分，又可細(xì)分為含硫污水、含酚污水、高濃度有機(jī)污水、低濃度含油污水、含鹽污水和催化劑污水。

2 煤制油廢水處理的常用方法

目前，我國煤制油工業(yè)中常用的廢水處理方法為氣浮法、混凝土法、生物氧化法、吸附法。

2.1 氣浮法

氣浮法就是讓含油廢水暴曬或者采用加入藥劑的方法使水中產(chǎn)生氣體，并根據(jù)實(shí)際需要加入混凝土劑或懸浮劑，使廢水中的懸浮顆粒和乳化油隨著氣泡一起上浮出水面從而處理水的。利用油的疏水性，使油與非極性的空氣結(jié)合在一起，油滴與空氣結(jié)合在一起后氣泡會迅速上升，從而可以高效率地分離油和水。根據(jù)氣泡產(chǎn)生的原因，可以分為加壓氣浮法、電解氣浮法和鼓氣氣浮法三種方式。

加壓氣浮法就是通過在增加壓強(qiáng)來提高空氣在水中的溶解性，使空氣大量溶解在水中，在壓強(qiáng)回復(fù)后，溶解在水中的空氣大量釋放，產(chǎn)生大量氣泡，從而分離污染物；電解氣浮法是利用水的電解原理，用電解槽將水電解，將污染物利用電解成氫氣和氧氣泡帶出水面；鼓氣氣浮法是利用水泵吸水管和空氣壓縮機(jī)將空氣注入水中，從而產(chǎn)生氣泡。

目前，由于加壓氣浮法的設(shè)備簡單、耗電量少、處理效果好的特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油化工廢水的處理。電解氣浮法具有占地面積小、操作簡單以及處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，但是它存在陽極金屬消耗量大、需要大量的輔助藥劑如一些鹽類，而且運(yùn)行費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。

2.2 混凝法

在乳化液廢水中，溶液中的膠體粒子和微小懸浮物由于受水合作用、布朗運(yùn)動及微粒之間的靜排斥力的作用，在水中長期保持懸浮分散的狀態(tài)而不發(fā)生分層。在處理乳化液中的廢水時(shí)，應(yīng)首先投放混凝劑來破壞其膠體的穩(wěn)定性，使膠體可以相互聚集，再利用過濾、沉降等方法進(jìn)行去除。常用的混凝劑有聚合硫酸鋁、復(fù)合型絮凝劑XG977等。

2.3 生物氧化法

微生物可以將含油廢水中的油分解氧化成為二氧化碳和水。煤制油廢水的處理分為生物過濾法和活性污泥法兩種。生物過濾法，是將附著有微生物的載體放入生物濾池中，讓廢水從上往下逐漸滲透，在滲透過程中廢水中的油被載體表面的微生物氧化分解破壞；活性污泥法是讓精華微生物附著在流動狀態(tài)的絮凝體上，在曝氣池中對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行分解。由于生物氧化法的環(huán)保性，近年來發(fā)展迅猛，相繼出現(xiàn)了純氧曝氣、深井曝氣和循序間歇式生物處理等新方法，這些方法有效地提升了含油廢水的處理效率。

2.4 吸附法

吸附法是將利用吸附劑對廢水中的油和其它有機(jī)物進(jìn)行吸附?；钚蕴渴且环N優(yōu)良的吸附劑，但是由于吸附量有限且不可再生的特點(diǎn)，常常被用來作為廢水的深度處理中。目前，為滿足工業(yè)發(fā)展的需要，專家學(xué)者正在研究和尋找新的吸附劑[3]。

3 煤制油廢水“零排放”存在問題及建議

目前，煤制油廢水的“零排放”在我國依然處于起步階段，存在各種各樣的問題，主要包含經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境和管理四個(gè)方面。

3.1 成本巨大

煤制油的廢水處理設(shè)備價(jià)格十分昂貴，實(shí)現(xiàn)煤制油廢水的“零排放”需要足夠的資金支持。國內(nèi)在煤制油廢水處理領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位的神華煤炭公司不僅沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的廢水“零排放”，廢水的處理成本十分高昂。在試運(yùn)行期間，每噸有機(jī)廢水的處理成本達(dá)到了5元，每噸含鹽廢水處理成本達(dá)到38元。巨大的經(jīng)濟(jì)成本是制約煤制油廢水“零排放”發(fā)展和普及的根本。

3.2 技術(shù)的不完善

目前，煤制油廢水的“零排放”是只存在于理論上的理想狀態(tài)。在實(shí)際的廢水處理過程中，還存在許多制約處理效果的技術(shù)瓶頸。對于含油廢水而言，在循環(huán)系統(tǒng)中含油廢水的結(jié)晶、腐蝕、沉淀均有可能導(dǎo)致管道的堵塞、設(shè)備的腐蝕等問題。同時(shí)，對于含油廢水處理的工藝流程較長、難度較大且系統(tǒng)很雜，容易產(chǎn)生連帶影響，一個(gè)小環(huán)節(jié)出錯(cuò)都會影響以后的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在廢水處理時(shí)應(yīng)時(shí)刻關(guān)注壓力、水溫、物料平衡等問題，對技術(shù)的精度有很大的要求。當(dāng)前階段，政府和相關(guān)企業(yè)應(yīng)該加大技術(shù)投入，鼓勵(lì)科學(xué)研發(fā)和科技創(chuàng)新，積極研發(fā)切實(shí)可行的技術(shù)，推動我國煤制油工業(yè)含油廢水“零排放”的發(fā)展[4]。

3.3 容易產(chǎn)生次生環(huán)境污染

煤制油工業(yè)中含油廢水的處理不當(dāng)，可能造成對環(huán)境的二次污染和非正常工況下的環(huán)境隱患。由于現(xiàn)階段廢水很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的“零排放”，如果經(jīng)過處理后的廢水不能保證真正意義上的無污染，繼續(xù)將處理后的水投入生產(chǎn)生活中，極有可能再次污染環(huán)境。同時(shí)，在含油廢水處理的各個(gè)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的廢料和廢水，如果不能夠妥善處理，而是直接排入地下水中，也將會造成地下水和土壤的污染。

3.4 規(guī)劃管理不科學(xué)

實(shí)現(xiàn)煤制油工業(yè)含油廢水的“零排放”，一個(gè)重要的因素就是需要具有充足的水資源。我國煤制油產(chǎn)業(yè)主要集中在缺水的北方地區(qū)，在規(guī)劃煤制油產(chǎn)業(yè)時(shí)如果不能正確考慮當(dāng)?shù)氐乃Y源和水環(huán)境，就會因?yàn)橐?guī)劃不合理而制約廢水“零排放”。

同時(shí)，管理人員不能夠準(zhǔn)確把握工廠中水量的平衡。管理人員在策劃煤制油項(xiàng)目的水平衡方案時(shí)，往往是在一定的假設(shè)條件下進(jìn)行精密的計(jì)算而得出的水平衡方案。但是，在實(shí)際的廢水處理過程中往往由于各方面的因素而出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致處理后的廢水不能循環(huán)利用，造成經(jīng)濟(jì)和環(huán)境上的損失。

因此，在當(dāng)前的廢水處理工藝下，實(shí)現(xiàn)廢水 “零排放”面臨著很大的困難。巨大的經(jīng)濟(jì)成本、不完善的技術(shù)、對環(huán)境影響的不確定性以及規(guī)劃管理上經(jīng)驗(yàn)的缺失，都是發(fā)展廢水“零排放”必須要克服的困難。如何優(yōu)化處理技術(shù)并在考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素的影響下做出正確規(guī)劃，仍然需要新的技術(shù)理論和長期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

[1]魏江波.煤制油廢水零排放實(shí)踐與探索[J].工業(yè)用水與廢水，2011.

[2]曲風(fēng)臣.煤化工廢水零排放技術(shù)要點(diǎn)及存在問題[J].化學(xué)工業(yè)，2013.

[3]紀(jì)欽洪，于廣欣，張振家.煤化工含鹽廢水處理與綜合利用探討[J].水處理技術(shù)，2014.

[4]黃開東，李強(qiáng)，汪炎.煤化工廢水“零排放”技術(shù)及工程應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].工業(yè)用水與廢水，2012.

Practice and Exploration of Zero Discharge of Coal Oil Wastewater

Li Chao-Lin

with the development of China's coal oil industry，the production of a large number of oily wastewater on the water environment pollution is becoming more and more serious.In order to protect the environment and save water resources，China has promulgated various laws and regulations to achieve the zero discharge of waste water from coal to oil industry “.In this paper，the source of the waste water in coal oil industry is analyzed firstly，and then it is classified，and then the common methods of treatment of oily wastewater and the treatment process of coal oil wastewater are described.

coal oil；waste water；zero discharge

X784

B

1003-6490（2016）08-0097-02

2016-07-30

李朝林（1986—），男，甘肅白銀人，助理工程師，主要研究方向?yàn)槊褐朴透邏壕垡蚁?/p>