化工污水治理技術的新進展

周玉

【摘要】近年來，我國化工污水治理技術取得了新進展，研發(fā)出各種新型的污水治理先進技術，越來越多的企業(yè)投入資金采用這些污水治理的先進技術，逐步實現了污水零排放和回收在利用，降低了產品生產成本。

【關鍵詞】化工；污水治理；電吸附技術；蒸氨新工藝；亞微米技術

近年來，我國化工污水治理技術取得了突破性進展，研發(fā)出各種新型的污水治理先進技術，越來越多的企業(yè)投入資金應用這些污水治理先進技術，逐步實現了污水零排放和回收再利用，大大降低了產品的生產成本。

一、電吸附技術實現污水高端再生利用

目前我國石化、化工高耗水行業(yè)的污廢水回收再利用工程，還停留在將處理后的水回用作景觀水或綠化灌溉等低端使用水平，最新研發(fā)出電吸附除鹽水再生回用技術，將徹底改變低端使用處理后的水的現狀。污水經常規(guī)二次處理后，再通過電吸附單元進行除鹽處理，二次處理的水全面滿足再生水標準要求，可直接作為循環(huán)冷卻水等工業(yè)用水，實現了污廢水高端再生回收利用的目標。

電吸附除鹽技術是利用帶電電極表面吸附水中離子的現象，將水中溶解的鹽類在電極表面富集濃縮，實現除鹽/淡化的新型水處理技術。從傳統(tǒng)除鹽技術來講，吸附技術具有很好的技術經濟性。目前世界許多國家都在開展此項研究，但是，由于在關鍵技術上未能取得突破，迄今仍停留在實驗室階段，一直未能實現產業(yè)化應用。

江蘇省常州愛思特凈化設備有限公司，經過長達7年多的研發(fā)電吸附技術，終于形成了國內率先具有自主知識產權的飲用水深度處理、城市污水與工業(yè)廢水回用處理，以及苦咸水淡化處理除鹽工藝技術，在化工、石化和飲用水領域實現了工業(yè)應用。

山東省齊魯石化研究院是國內第一個應用電吸附技術的單位。該院通過與愛思特的技術合作，2006年底，率先建成世界首例千噸級煉油廢水再生裝置，污水回用規(guī)模2400立方米/天，平均除鹽率62.3%，達到循環(huán)水補水水質標準要求。經估算，該裝置的噸水處理成本為0.72元。

太原化工集團建成了萬噸級廢水再生處理裝置，其回用水水質達到了化工用水標準要求，每噸優(yōu)質再生水的成本為1.95元，遠低于4元/噸的工業(yè)用水價格。據介紹，電吸附技術除了在污廢水再生回用方面的應用以外，在飲用水水質改善、海水淡化領域都有廣闊的應用前景。

二、硝酸生產實現廢水零排放

由山東省濟南雙硝技術開發(fā)有限公司與山東省華陽迪爾化工有限公司，共同開發(fā)的酸性水回收處理技術，利用裝置本身熱源，實現了硝酸工藝酸性水零排放。12萬噸硝酸裝置運行一年多來，年創(chuàng)效潤268萬元，折合每萬噸硝酸一次性投資僅10萬元左右，運行費用低，投資回收期6個半月。

據介紹，使用酸性水回收處理技術，可以全部回收硝酸生產廢水中的硝酸和脫鹽水。該技術分為硝酸回收和脫鹽水回收兩道工藝。以自身蒸汽為熱源，利用水和硝酸沸點不同進行酸汽分離，將大部分10～12的酸水加工成稀硝酸產品，剩余0.03的酸水進入回收工序后繼續(xù)進行處理，達到脫鹽水質量標準后，進入吸收塔頂部作為工藝水，多余的水進入循環(huán)水池作為循環(huán)水使用。這在我國濃硝酸產業(yè)技術領域是一個新突破，不僅使工業(yè)水得到了充分利用，而且優(yōu)化了循環(huán)水的水質。同時，該技術還為硝酸企業(yè)降低了生產成本，創(chuàng)造了較好的經濟效益，為化工行業(yè)節(jié)能減排做出了重要貢獻。

目前我國有稀硝酸生產廠70余家，總產能力約750萬噸/年。濃硝酸生產廠35家，總產能力275萬噸/年。生產濃硝酸90%采用硝鎂法生產工藝，在生產過程中會產生2%左右的酸性水。長期以來，國內酸性水的排放問題一直沒有很好的解決方法，除少部分用于稀硝酸吸收回用和生產脫鹽水以外，大部分 都采用加入石子和液堿的中和法處理。以國內平均水平計算，全國濃硝酸企業(yè)一年外排酸性水總量122萬噸，折合硝酸3.05萬噸，造成的經濟損失在5000萬元以上。

三、蒸氨新工藝實現廢氨水高效回用

焦化企業(yè)的焦油污水來源于煉焦煤帶入水、煉焦化合水、粗苯分離水、精苯分離水、焦油加工分離水、煤氣水封水、蒸汽冷凝水等。其中煉焦化合水為剩余氨水，剩余氨水中含有氨、硫化氨、氰化物、酚、煤焦油等多種化合物。這種污水在蒸氨處理過程中具有很強的腐蝕性，且原有蒸氨工藝采用格柵塔板，分離效率低，蒸汽消耗大，每噸污水平均消耗蒸汽約0.2噸。

清華大學采用美國SLMSCl公司的PRO-II軟件進行了蒸氨系統(tǒng)優(yōu)化設計，利用自主開發(fā)的高效斜孔塔板代替?zhèn)鹘y(tǒng)柵塔板，提高了蒸氨的分離效率，降低了蒸氯熱耗，在相同條件下，比浮閥塔污水處理能力提高30%～40%；以焦爐煤氣為燃料給導熱油爐加熱，代替原來采用的蒸汽加熱，提高了蒸氨效率，降低了生產能耗；優(yōu)化了工藝設備防腐設計，根據蒸氯過程中各種介質腐蝕性質不同，選擇不同耐腐蝕材質，解決了蒸氯腐蝕嚴重的問題；利用蒸氨廢水與原料氨水多級換熱，充分利用余熱降低能耗，解決了環(huán)境污染問題。

該項新工藝有助于剩余氨水等含氯廢水的處理和回用。據介紹，某焦化廠蒸氨工序采用了清華大學的優(yōu)化蒸氨系統(tǒng)及復合斜孔塔板后，蒸氨的分離效率顯著提高，蒸氨的蒸汽消耗由原來的180～200千克/噸剩余氨水降至120～150千克/噸剩余氨水（對應進料游離氨含量為4～6克/升，實現了塔釜游離氨含量300毫克/升，節(jié)能環(huán)保效果十分顯著。

四、微波無極紫外光催化氧化技術，讓印染廢水回收率達90%

武漢科技學院環(huán)境科學研究所，開發(fā)解決了高溫有色印染水的回收利用難題。其科研成果為微波無極紫外光催化氧化技術。這項治理印染行業(yè)高能耗、高污染的新技術，讓印染生產實現了廢水回收率90%、節(jié)水90%以上的目標，正贏得越來越多企業(yè)的高度重視和投入使用。

長期以來，需水量和廢水排放量大一直是困擾印染行業(yè)的一大難題。從印染生產線上排放的高溫廢水，不僅流走了熱能，各種色彩的廢水又污染了環(huán)境。據武漢科技學院環(huán)境科學研究所介紹，該院所研發(fā)出的微波無極紫外光催化氧化技術及微波無極紫外光組合反應器，開創(chuàng)了高溫紡織印染廢水處理回用先例。

國家發(fā)布的“十一五”水污染專項規(guī)劃，印染企業(yè)水污染治理也列入其中。據測算，高溫印染一般占到印染廠用水量的一半，一個小型的印染廠，每天用水量約5000噸。這項成果能對高溫有色印染水進行有效脫色，高溫水又能循環(huán)使用。行業(yè)專家預測，這項成果在印染企業(yè)普遍推廣使用后，印染行業(yè)可實現節(jié)能減排20%的目標。

武漢科技學院與武漢方圓環(huán)境股份有限公司合作，加快推進新技術在企業(yè)實際操作中的推廣運用。2007年，武漢萬圓公司研制出成型設備，這是國內第一臺，也是世界上第一臺用于紡織印染廢水綜合治理的工業(yè)化設備。

五、亞微米技術實現中水重復利用

多年從事亞微米分離技術研究和裝置生產的河北深州市凈化設備器材廠，在河北科技大學等科研院校的協(xié)助下，研制開發(fā)出高性能亞微米分離技術，并生產出亞微米凈水裝置，從根本上解決了工業(yè)循環(huán)水質不達標的難題，實現了中水的重復利用。

采用該技術生產的凈化裝置，具有過濾介質孔徑均勻、阻力系數小、機械性能高、耐酸堿等特點。裝置運行過程中，完全達到了消除水質中亞微米固形物的目的，確保了水質的質量標準要求。

經過部分石化企業(yè)應用結果證明，利用該技術，過濾精度能達到了0.1微米，在懸浮物濃度為600mg的情況下，對水的雜質去除率為98.1%，過濾純度比同類產品提高了10倍，濾速提高4～11倍。同時，由于該凈水裝置以高分子聚合物亞微米分離介質為主要原料，其濾板機械性能更趨優(yōu)越，在-12oC～l05oC溫度范圍內能保持性能不變。