阻礙中國煤化工廢水近零排放的因素及應(yīng)對措施

蘇克菊

（新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司，新疆 石河子 832000）

阻礙中國煤化工廢水近零排放的因素及應(yīng)對措施

蘇克菊

（新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司，新疆 石河子 832000）

主要從規(guī)劃設(shè)計、工藝選擇和膜污染及高鹽水處理等方面分析，對阻礙中國煤化工廢水近零排放的技術(shù)因素進(jìn)行分析并簡要提出了相關(guān)的應(yīng)對措施。

煤化工；廢水；近零排放

作為中國“十三五"規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，中國煤化工在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平上已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位。受能源格局的影響，中國煤化工企業(yè)大都布局在水資源緊缺的西北及華北地區(qū)，煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，加劇了區(qū)域水資源供需的失衡；另一方面，煤化工項(xiàng)目廢水排放量大，而西北及華北地區(qū)水資源匱乏，區(qū)域水環(huán)境容量不足，水污染形勢嚴(yán)峻，甚至缺少納污水體，煤化工產(chǎn)業(yè)的興起將會導(dǎo)致區(qū)域地下水的過度開采和水環(huán)境的嚴(yán)重污染。

針對煤化工企業(yè)發(fā)展中的環(huán)境污染問題，國家對新建煤化工項(xiàng)目的用水和廢水排放政策進(jìn)一步收緊，《煤炭深加工示范項(xiàng)目規(guī)劃》明確要求處理后廢水回用率達(dá)到95%以上，力爭達(dá)到“近零排放”。然而，由于煤化工廢水產(chǎn)量巨大，且廢水中含有大量酚氨、烷烴、芳烴等有毒有害物質(zhì)，是一種高濃度難生物降解的工業(yè)廢水，處理難度極大。煤化工廢水處理已成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。本文主要從阻礙中國煤化工廢水近零排放的幾個技術(shù)方面因素進(jìn)行分析，以期為煤化工廢水處理的研究提供參考。

1 影響近零排放的技術(shù)因素

1.1 近零排放的設(shè)計難關(guān)

煤化工廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計需要具備水處理專業(yè)的基本知識和判斷分析能力，同時還需要相當(dāng)深厚的化工基礎(chǔ)，既能夠深入了解蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，還要對主裝置單元的基本化工過程進(jìn)行深入了解。然而，中國目前尚缺乏具備這種集成能力的企業(yè)、設(shè)計院。目前，煤化工廢水處理的設(shè)計與主體工藝設(shè)計通常不是由同一家單位完成，設(shè)計工作相互脫節(jié)，沒有做到無縫對接。同時，由于技術(shù)服務(wù)商不是一家，處理水的路線不同，處理形式不同，缺乏匯集能力，從而不能對每個工藝段全盤考慮，不能做到每個環(huán)節(jié)最大程度的優(yōu)化和平衡，最后造成污水處理過程控制復(fù)雜、處理效率不高、投資高、穩(wěn)定性差。

1.2 缺乏高效復(fù)合處理新工藝

由于煤質(zhì)不同、氣化爐采用工藝不同，造成廢水中含有的酚氨、烷烴、芳烴等有毒有害物質(zhì)含量不同?，F(xiàn)有的單一處理工藝較為成熟，但是在針對性和有效性上普遍存在問題，出水無法滿足回用的要求且難以穩(wěn)定有效運(yùn)行。廢水處理過程中，通常需要根據(jù)工藝及煤質(zhì)特性進(jìn)行靈活組合和優(yōu)化，才能夠互相彌補(bǔ)技術(shù)缺陷，最終實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)回用和“零排放”。因此，開發(fā)高效復(fù)合處理新工藝將是煤化工廢水處理的研究方向之一。

1.3 難以回避的有機(jī)物膜污染問題

污水回用過程中，進(jìn)水都含有一定的有機(jī)物，目前有機(jī)物的膜污染是廢水“零排放”應(yīng)用中難以回避的問題。通常的處理措施是采取深度處理的高級氧化法，其具有反應(yīng)時間短、反應(yīng)過程可控、水質(zhì)普適性強(qiáng)、氧化降解徹底等優(yōu)點(diǎn)，一直是學(xué)者的重點(diǎn)研究內(nèi)容。但目前該技術(shù)高成本、高能耗的問題限制了其大規(guī)模應(yīng)用，開發(fā)具有實(shí)際應(yīng)用可行性的高級氧化技術(shù)將是廢水處理研究的熱點(diǎn)之一。

膜處理技術(shù)以其無相變、無化學(xué)反應(yīng)、選擇性好、適應(yīng)性強(qiáng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在煤化工廢水處理中有著廣泛的應(yīng)用前景，但目前膜材料普遍存在耐污染性能差、分離效果欠佳導(dǎo)致的使用壽命短等弊端，導(dǎo)致水處理裝置無法長期穩(wěn)定運(yùn)行。新型功能膜材料開發(fā)、制備技術(shù)優(yōu)化、分離效果和水通量提高、使用壽命延長等將是未來膜研究工作的主要方向。

1.4 高濃含鹽廢水處理的技術(shù)瓶頸

高濃含鹽污水在飽和狀態(tài)易析出晶體，容易出現(xiàn)結(jié)垢，堵塞管道，且鹽污水呈強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性，溫度高，含氯離子，容易造成金屬設(shè)備及管道腐蝕。目前的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)結(jié)垢問題突出，導(dǎo)致設(shè)備傳熱阻力增加，蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度降低，單位蒸汽消耗量大；管道腐蝕也造成裝置運(yùn)行不穩(wěn)定。高濃含鹽廢水處理是世界性的難題，相關(guān)新技術(shù)的開發(fā)近年來也倍受學(xué)者關(guān)注。目前，國內(nèi)自然蒸發(fā)設(shè)施處理高濃含鹽廢水尚沒有成功案例，主要原因有對蒸發(fā)量估算不準(zhǔn)確、對冬天結(jié)冰現(xiàn)象考慮不足、廢水的無序排入導(dǎo)致自然蒸發(fā)設(shè)施變成污水庫等。近年來，濃含鹽廢水處理逐漸向濃含鹽廢水資源化利用方向轉(zhuǎn)變，一些單位正在加緊研究高含鹽廢水分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)，尋求結(jié)晶鹽資源化利用途徑。但是這些研究仍處于小試、中試階段，尚需進(jìn)一步考察其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際工程化應(yīng)用的可行性。因此，業(yè)內(nèi)目前尚缺乏能夠有效去除濃含鹽廢水或雜鹽中有機(jī)物的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。

2 應(yīng)對措施

2.1 技術(shù)層面的應(yīng)對措施

污水治理路線要從源頭設(shè)計抓起，有機(jī)廢水達(dá)標(biāo)回用和高濃含鹽廢水零排放是煤化工項(xiàng)目污水處理的2個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。有機(jī)廢水處理的關(guān)鍵是除油、脫酚（尤其是多元酚）、生化各環(huán)節(jié)必須達(dá)標(biāo)；高濃含鹽廢水處理方面，除了加大研發(fā)力度，盡快攻克高濃含鹽廢水資源化利用技術(shù)方案外，針對現(xiàn)行的自然蒸發(fā)，在設(shè)計上，合理確定蒸發(fā)折減系數(shù)，科學(xué)確定自然蒸發(fā)設(shè)施面積，分級、分格設(shè)計自然蒸發(fā)設(shè)施，必要時增加霧化蒸發(fā)機(jī)等輔助蒸發(fā)設(shè)備。

2.2 管理層面的應(yīng)對措施

（1）針對業(yè)內(nèi)處理工藝、回用去向不清楚，以及企業(yè)實(shí)際的污水處理效果、中水回用率及單位產(chǎn)品水耗難以掌握的情況。國家層面應(yīng)出臺合理配套的相關(guān)政策，加強(qiáng)監(jiān)控監(jiān)管，確保排入蒸發(fā)塘污水的水質(zhì)、水量達(dá)到設(shè)定要求；

（2）企業(yè)在廢水處理管理中，首先對煤化工廢水進(jìn)行系統(tǒng)地劃分，對廢水進(jìn)行分類收集、分質(zhì)處理與分段回用；在操作過程中，重視水量動態(tài)平衡、重視各工段的有機(jī)銜接、重視物料特別是鹽平衡，做到全系統(tǒng)流程的優(yōu)化融合；

（3）在操作過程中，嚴(yán)格控制廢水進(jìn)自然蒸發(fā)設(shè)施的水質(zhì)，重視專業(yè)人才的培養(yǎng)與引進(jìn)，制定完善的應(yīng)急措施，切實(shí)加強(qiáng)零排放設(shè)施運(yùn)行過程中的管理。

2.3 風(fēng)險層面的控制措施

（1）蒸發(fā)結(jié)晶鹽二次污染風(fēng)險的控制

蒸發(fā)結(jié)晶鹽的主要成分為鈉、鉀氯化物及少量的重金屬物質(zhì)，其主要來源為原水的濃縮富集及煤氣化過程的帶入。因此，切實(shí)加強(qiáng)蒸發(fā)結(jié)晶鹽的安全處置，嚴(yán)格過程管理，是有效控制蒸發(fā)結(jié)晶鹽二次污染風(fēng)險的根本措施。

（2）地下水污染風(fēng)險控制

自然蒸發(fā)設(shè)施、廢水暫存池、污水處理各種池體占地面積大，污染地下水的風(fēng)險大。有效控制地下水污染的風(fēng)險。首先，建設(shè)嚴(yán)格按照《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18598-2001進(jìn)行設(shè)計，綜合防滲系數(shù)達(dá)到或小于1.0×10-12cm/s，并充分考慮防凍漲措施；其次，根據(jù)地下水流場情況，布置地下水監(jiān)測點(diǎn)，并制定周密的應(yīng)急計劃。

（3）自然蒸發(fā)大氣污染風(fēng)險控制

濃鹽水在自然蒸發(fā)的過程中，可能會有有機(jī)污染物擴(kuò)散到空氣及有結(jié)晶鹽顆粒隨風(fēng)飄散，為避免對人健康及生產(chǎn)裝置的影響，自然蒸發(fā)設(shè)施的選址建議在考慮濃含鹽廢水輸送過程中的結(jié)晶析出問題的前提下，應(yīng)離人口集聚區(qū)及生產(chǎn)廠區(qū)有一定距離，必要時在自然蒸發(fā)系統(tǒng)周邊增加防塵網(wǎng)等防塵設(shè)施。

3 結(jié)語

隨著中國工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，用水量不斷增加，將會進(jìn)一步加劇水資源短缺的嚴(yán)峻形勢，廢水“零排放”成為企業(yè)發(fā)展的必由之路。在實(shí)踐操作時，由于工藝裝置不穩(wěn)定、缺乏實(shí)際建設(shè)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”目標(biāo)還存在一定的困難。

Influence factors and countermeasures of near zero emission of coal chemical waste water in China

SU Ke-ju

（Xinjiang Tianye Group Co.,Ltd.,Shihezi 832000，China）

This article mainly from the planning and design，process selection ，membrane pollution and high salt water processing and so on four aspects，analyzed the factors hindering our country nearly zero emission of coal chemical industry waste-water，and finally put forward relevant solution measures.

coal chemical industry；waste-water；nearly zero emission

X78

B

1009－1785(2017)09-0043-02

2017-06-07