試論新型煤化工廢水零排放技術(shù)問(wèn)題及解決對(duì)策

王永虎

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展也日新月異。包括環(huán)境和能源問(wèn)題，制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以必須要及時(shí)解決這些問(wèn)題。煤化工企業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)環(huán)境和能源有重要的影響，必須要解決其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，促進(jìn)煤化工廢水的零排放。因此，就要積極探索新型煤化工廢水零排放技術(shù)，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段廢水零排放的情況，探索有效的技術(shù)，降低廢水零排放技術(shù)工藝的運(yùn)行難度和風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：新型煤化工廢水；零排放技術(shù)問(wèn)題；解決對(duì)策

引言

國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，促使各種能源以及環(huán)境問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)，使得如何對(duì)基于多種生產(chǎn)操作而形成的廢水進(jìn)行有效處理，成為了現(xiàn)如今我國(guó)各有關(guān)企業(yè)、單位以及人員重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。下文將對(duì)新型煤化工廢水零排放技術(shù)問(wèn)題以及解決思路進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述以及分析。煤化工企業(yè)的基本職能為，經(jīng)由對(duì)煤實(shí)施相應(yīng)加工操作的方式，促使其轉(zhuǎn)化，再對(duì)轉(zhuǎn)化后生成的能源進(jìn)行有效利用。

1煤化工廢水分類(lèi)及水質(zhì)特點(diǎn)

煤化工項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”有兩個(gè)重要的前提條件，一是分類(lèi)收集廢水，二是分質(zhì)處理廢水。以不同的污染物類(lèi)型可將煤化工廢水分為兩種，即含鹽廢水和有機(jī)廢水，其中有機(jī)廢水包括初期雨水、氣化廢水、地面沖洗水、化工裝置廢水以及生活污水等，氨氮和COD濃度偏高是有機(jī)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)。氣化廢水是有機(jī)廢水中含量最高的，通常都在60%以上。中溫氣化工藝中的廢水成分復(fù)雜性較高，還含有降解難度極高的酚類(lèi)、焦油等物質(zhì)，同時(shí)氨氮濃度也很高。就酚氨回收效率而言，相比于國(guó)外一些國(guó)家，國(guó)內(nèi)的酚氨回收率比較低，即使經(jīng)過(guò)了酚氨處理后的廢水中仍然有很高的氨氮和COD質(zhì)量濃度，通常都超過(guò)了300mg/L。廢水中的有機(jī)污染物類(lèi)別有很多，比如含有硫、氧、氮的雜環(huán)化合物，以及多環(huán)芳香族化合物、酚類(lèi)化合物等，這些都是典型的降解難度高的有機(jī)化合物工業(yè)廢水。就廢水水質(zhì)而言，德士谷水煤漿加壓氣化以及殼牌份美加壓氣化的水質(zhì)要簡(jiǎn)單得多，主要表現(xiàn)在COD的質(zhì)量濃度低，通常都在500mg/L以下，200mg/L左右的氨氮質(zhì)量濃度就屬于比較高的范疇了。含鹽廢水也被稱(chēng)為清凈廢水，包含與其中的物質(zhì)主要有化學(xué)水站排水和循環(huán)性排污水，這類(lèi)廢水的主要特點(diǎn)是總?cè)芙夤腆w和懸浮固體的濃度偏高，相對(duì)而言與COD和氨氮的濃度差距過(guò)大。廢水中總?cè)芙夤腆w濃度過(guò)高主要是因?yàn)榛瘜W(xué)水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)添加了一些化學(xué)藥劑，用于增進(jìn)新鮮水的濃縮。

2新型煤化工廢水零排放技術(shù)的主要問(wèn)題

傳統(tǒng)和新型的煤化工的廢水主要分為兩類(lèi)，一是無(wú)機(jī)物含量高的高鹽類(lèi)無(wú)機(jī)廢水，另一種是有機(jī)物含量高的廢水。針對(duì)無(wú)機(jī)廢水來(lái)說(shuō)，通常采用的是低鹽廢水混入+濃鹽水處理+高度濃鹽水固化的處理方法，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水再通過(guò)采用過(guò)濾、超濾等機(jī)械手段使得鹽分結(jié)晶。針對(duì)有機(jī)廢水來(lái)說(shuō)，一般是采取物理化學(xué)處理+微生物方法處理+后續(xù)處理三個(gè)層次進(jìn)行凈化，先將廢水進(jìn)行預(yù)處理，將水質(zhì)中有害于后續(xù)微生物處理的毒害物質(zhì)去除掉，一般包括酚類(lèi)、氨類(lèi)、硫類(lèi)、氰類(lèi)等物質(zhì)。這些物質(zhì)濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致微生物的死亡，當(dāng)廢水中這些毒害物質(zhì)達(dá)到微生物降解處理的標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)入生物處理階段，選取合適的菌種，經(jīng)處理還有不能被降解的有機(jī)物的，再采取特定的方法將水體中少數(shù)物質(zhì)除去。

2.1排放方案不科學(xué)

不同于傳統(tǒng)的污水直接排放，新型煤化工廢水零排放技術(shù)是將廢水、含鹽廢水進(jìn)行過(guò)濾處理和反滲透處理，并進(jìn)行回收利用。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果污水濃度推算依據(jù)反滲透濃縮倍數(shù)，水質(zhì)的實(shí)際特點(diǎn)就不能精確把握。而且經(jīng)過(guò)二段處理后的濃鹽水再次進(jìn)行濃縮回收，就會(huì)大大增加濃鹽水的濃度，如果處理的不好，這些處理過(guò)的廢水也起不到環(huán)境保護(hù)的效果。蒸發(fā)結(jié)晶這一零排放技術(shù)的能耗高，所以運(yùn)用最普遍的還是自然蒸發(fā)塘，但是其占地面積大，外泄?jié)B漏現(xiàn)象頻發(fā)，還難以實(shí)現(xiàn)廢水零排放處理。

2.2水平衡困難

煤化工廢水零排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是進(jìn)行廢水的深度處理回收，包括循環(huán)排污、生化處理生產(chǎn)廢水等環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在煤化工企業(yè)越來(lái)越重視廢水的綜合處理利用，這也提高了企業(yè)廢水回用的能力，推動(dòng)了廢水回收循環(huán)利用。但是目前水回用和平衡調(diào)度難度越來(lái)越高，這與水循環(huán)需求變化方式、生產(chǎn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定性等多方面的因素有關(guān)。

2.3廢水深度處理有難度

在設(shè)計(jì)煤化工廢水零排放時(shí)，通常會(huì)處理廢水再進(jìn)行水系統(tǒng)的循環(huán)水回用，這是為了提升廢水的回用能力。但是這樣的處理使得后續(xù)的廢水深度處理難度大大增加，所以在煤化工企業(yè)的循環(huán)排水廢水處理中開(kāi)始運(yùn)用高效分子滲透廢水處理技術(shù)，這就大幅度提升了廢水回用效率，濃鹽水蒸發(fā)處理量越來(lái)越少，推動(dòng)了廢水零排放目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3新型煤化工廢水零排放解決思路

3.1積極開(kāi)發(fā)第二水源

在具備較高典型性的煤炭基地中，所能應(yīng)用的水資源種類(lèi)較多，例如礦井水、自然降水以及地下水等，因此，經(jīng)由遵從水循環(huán)往復(fù)的基本原理，對(duì)水具有的可循環(huán)利用的特點(diǎn)實(shí)施深入挖掘，創(chuàng)設(shè)起結(jié)構(gòu)較為合理的地下水庫(kù)，有助于煤化工企業(yè)實(shí)施的各項(xiàng)生產(chǎn)操作均可以具有充足的水資源作為支撐。其中，在上述可應(yīng)用水資源中，礦井水的可利用水量最多，且質(zhì)量相對(duì)較高，因此，可通過(guò)對(duì)高礦化度、高濁的礦井水組合新技術(shù)實(shí)施有效研究、開(kāi)發(fā)，并對(duì)相應(yīng)工藝的條件實(shí)施合理完善、優(yōu)化的方式，將其制作成高質(zhì)量的煤化工用水，支撐新型煤化工企業(yè)所實(shí)施的各項(xiàng)生產(chǎn)操作，有助于促進(jìn)相應(yīng)企業(yè)的整體效率提升。

3.2樹(shù)立起優(yōu)良的廢水零排放理念

首先，對(duì)經(jīng)由二級(jí)反滲透操作進(jìn)行處理的含鹽廢水中，存在的可對(duì)反滲透膜造成嚴(yán)重污染的鎂以及鈣等物質(zhì)，以及無(wú)法順利實(shí)施脫硅操作等問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)對(duì)一級(jí)反滲透濃水中存在的硅具有的水化學(xué)機(jī)理加以有效研究以及分析的方式，探尋以及創(chuàng)新出具備較高實(shí)效性的同步脫鎂、鈣、硅技術(shù)，并對(duì)以往所應(yīng)用的二級(jí)反滲透技術(shù)進(jìn)行合理的完善以及更新，進(jìn)而創(chuàng)設(shè)出具備較高經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性的，可對(duì)含鹽量相對(duì)較高的煤化工廢水實(shí)施有效的反滲透回收利用的技術(shù)。其次，想要對(duì)高濃度含鹽廢水實(shí)施有效的反滲透操作，就需要對(duì)多種高級(jí)的氧化技術(shù)實(shí)施深入的研究，進(jìn)而通過(guò)對(duì)可有效去除可降解性較低有機(jī)物的廢水處理技術(shù)以及設(shè)備等加以合理應(yīng)用的方式，大幅度降低基于反滲透濃水機(jī)械實(shí)施蒸發(fā)操作形成強(qiáng)揮發(fā)性氣體，降低周邊區(qū)域環(huán)境受到污染的問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。最后，由于現(xiàn)如今所應(yīng)用的濃鹽水多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)以及蒸發(fā)塘，具有消耗能源過(guò)多、資金投入總量較多等問(wèn)題，因此，可以經(jīng)由對(duì)具備較高節(jié)能性以及高效性的新型濃鹽水機(jī)械蒸發(fā)設(shè)備、蒸發(fā)塘加以綜合利用的技術(shù)進(jìn)行高效率的研究和開(kāi)發(fā)的方式，大幅度提升反滲透高濃鹽水的整體處理效率，同時(shí)，有助于降低各類(lèi)資源、資金浪費(fèi)現(xiàn)象發(fā)生的幾率。

3.3有機(jī)廢水處理技術(shù)

生化處理、深度處理、物化處理是有機(jī)廢水處理重要過(guò)程。第一，物化處理要求使用氣浮池與混凝沉淀池、隔油池。隔油池主要功能是排除油類(lèi)物質(zhì)，中間間斷排放形式適用于不沉于池底不易上浮到外層的乳化物與皂化物。氣浮池主要功能為：排除密度較低的油類(lèi)物質(zhì)與懸浮物。第二，生化處理方法包含缺氧-好氧脫氮技術(shù)、厭氧-缺氧-好氧技術(shù)、序批式活性污泥方法、氧化溝技術(shù)與生物移動(dòng)床反應(yīng)器。其中，缺氧-好氧脫氮技術(shù)、厭氧-缺氧-好氧技術(shù)交錯(cuò)運(yùn)行中排出有機(jī)物與氮類(lèi)化合物，序批式活性污泥方法能夠在相同反應(yīng)器中達(dá)到缺氧、好氧交錯(cuò)運(yùn)行，排出廢水內(nèi)有機(jī)物與氮類(lèi)化合物，氧化溝技術(shù)能夠在溝內(nèi)各區(qū)域形成缺氧、好氧環(huán)境，從而達(dá)到硝化與反硝化效果。生物移動(dòng)床反應(yīng)器技術(shù)包含生物濾池與流化床不同特征，所以在廢水排放時(shí)不會(huì)發(fā)生濾池填料堵塞問(wèn)題以及反沖洗操作，生物載體中的生物膜能夠讓該技術(shù)達(dá)到硝化與反硝化效果，實(shí)現(xiàn)脫氮目的。第三，深度處理過(guò)程中要求使用臭氧氧化、化學(xué)氧化與曝氣生物濾池、活性炭吸附。通過(guò)生化處理后的有機(jī)廢水，可生化性較低，臭氧氧化與化學(xué)氧化工藝經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化技術(shù)處理，有助于提升廢水可生化效果。曝氣生物濾池技術(shù)可以把廢水內(nèi)殘留的COD與氨氮排除，活性炭吸附可以提升出水穩(wěn)定效果，避免出水水質(zhì)變化對(duì)后續(xù)膜處理的影響。

3.4加大對(duì)煤化工企業(yè)水源的保障力度

目前，我國(guó)計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的3000萬(wàn)t煤制油，500億m3的由煤制氣工程。發(fā)展煤炭化工行業(yè)，煤和水是其中最為重要的兩個(gè)自然因素，而我國(guó)煤炭和水資源的分布卻是相向而行的，煤炭資源大部分都分布在水資源稀少的北方山西、內(nèi)蒙古等地區(qū)，一個(gè)大型的煤化工項(xiàng)目往往要消耗數(shù)千萬(wàn)至上億立方米的水。針對(duì)我國(guó)煤炭產(chǎn)區(qū)大多分布于北方干旱少雨地區(qū)，水資源缺乏的特點(diǎn)，在廠區(qū)建設(shè)時(shí)就應(yīng)該對(duì)水源有著充分估計(jì)，煤化工中每生產(chǎn)1t的產(chǎn)品，要用到10t以上的水，在采用地表水地下水的同時(shí)，注意對(duì)天然降水、礦區(qū)排水和礦井廢水的利用，全力調(diào)配水資源。同時(shí)要注意企業(yè)內(nèi)部水資源的循環(huán)利用，廠區(qū)要建有備用水庫(kù)，預(yù)留更多優(yōu)質(zhì)水源，保障生產(chǎn)用水的穩(wěn)定供應(yīng)。

3.5對(duì)煤化工廢水中的含鹽廢水

含鹽廢水水質(zhì)特點(diǎn)是懸浮固體和總?cè)芙夤腆w濃度較高，而懸浮固體和總?cè)芙夤腆w濃度較高的廢水被排入到附近的水源中，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厮吹乃|(zhì)造成較為不良的影響。在對(duì)新型煤化工廢水零排放的處理中，除了要注意到有機(jī)廢水，也應(yīng)該關(guān)注含鹽廢水。環(huán)境保護(hù)并非是個(gè)人的事業(yè)，而是一個(gè)對(duì)國(guó)家有著好處的事情，國(guó)家以及相關(guān)部門(mén)對(duì)廢水的處理應(yīng)該更加密切的關(guān)注，也應(yīng)該提供足夠的資金保證能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)新型煤化工廢水的零排放。不可否認(rèn)，一些工廠為了一己私利肆意排放工廠污水，這就需要政府監(jiān)督機(jī)構(gòu)能夠切實(shí)的盡職盡責(zé)，保證相關(guān)企業(yè)能夠安裝新型煤化工廢水零排放的技術(shù)設(shè)施，保證廢水處理能夠達(dá)標(biāo)，促進(jìn)環(huán)境更好的發(fā)展。我國(guó)能源稀缺與生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越突出，這對(duì)新型煤化工企業(yè)廢水處理技術(shù)提出了更高的要求，相關(guān)部門(mén)需從各個(gè)方面的影響因素出發(fā)，分析出零排放存在的問(wèn)題并采取相應(yīng)的解決措施，以實(shí)現(xiàn)新型煤化工企業(yè)的廢水零排放。

結(jié)語(yǔ)

新型煤化工廢水零排放技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了我國(guó)環(huán)境保護(hù)的發(fā)展，是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。新型煤化工廢水零排放技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要結(jié)合其運(yùn)行現(xiàn)狀促進(jìn)零排放，加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的完善改進(jìn)。提升新型煤化工廢水零排放技術(shù)的運(yùn)行效率，既可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，降低能源消耗，更可以推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：神華榆林能源化工有限公司）