淺析煤化工廢水零排放的制約性問(wèn)題

＊邵三多 張陽(yáng)

（浙江石油化工有限公司 浙江 316200）

一直以來(lái)，我國(guó)都是煤炭資源消耗大國(guó)，我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)眾多，但是煤化工產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中存在著諸多難題，比如耗水量大、廢水排放污染等。在當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)理念下，必須要高效解決煤化工廢水排放問(wèn)題，根據(jù)已經(jīng)提出的廢水零排放設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步創(chuàng)新廢水處理技術(shù)，解決廢氣污染問(wèn)題，這才是煤化工發(fā)展自身需求和外在要求。

1.煤化工廢水的主要類(lèi)型

有機(jī)廢水與含鹽廢水的分類(lèi)是根據(jù)含鹽量決定的，這也是現(xiàn)代煤化工企業(yè)廢水分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)之一，前者一般來(lái)源于生活污水和工業(yè)廢水，一般的污染物以COD為主，這些污染物的共同特點(diǎn)就是含鹽量較低，后者包括洗滌廢水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、回用系統(tǒng)濃水等，由于含鹽量較高是這些廢水的共同特點(diǎn)，這也就導(dǎo)致了煤化工企業(yè)有機(jī)廢水成分的差別，畢竟煤化工企業(yè)所使用的工藝技術(shù)不太一樣，具體使用何種技術(shù)取決于企業(yè)投資成本和所使用煤的質(zhì)量。如果企業(yè)目前進(jìn)行的化工項(xiàng)目較大，一般會(huì)采用中溫氣化工藝和高溫氣化工藝，但無(wú)論采用哪種工藝，含鹽廢水中的鹽基本上都來(lái)源于新生水、循環(huán)冷卻水或者是在除鹽水生產(chǎn)過(guò)程中存在的濃鹽水，只要確定生產(chǎn)工藝和新鮮水來(lái)源，之后再以選擇合適的處理廢水藥劑品種或者調(diào)整循環(huán)冷卻系統(tǒng)的倍數(shù)來(lái)降低廢水含鹽量。

2.現(xiàn)代煤化工水系統(tǒng)特點(diǎn)分析

在工業(yè)生產(chǎn)中，水是必需品也是促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的血液，在煤化工業(yè)中對(duì)水的消耗是非常巨大的，無(wú)論是煤炭氣化、轉(zhuǎn)換還是分離等諸多環(huán)節(jié)，都需要借助水資源進(jìn)行輔助反應(yīng)，并且一系列機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中由于會(huì)產(chǎn)生大量熱量，所以也需要通過(guò)水冷技術(shù)對(duì)其進(jìn)行降溫，維持整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。一般情況下，煤化過(guò)程中利用水資源的用途主要體現(xiàn)在工藝水、循環(huán)冷卻水、動(dòng)力水和廢水等方面，在這之中必須要注重廢水的處理和利用，要從環(huán)保角度出發(fā)。我國(guó)煤化工生產(chǎn)中消耗水量巨大，但是水資源的利用率并不高，因此也沒(méi)能為生產(chǎn)帶來(lái)附加價(jià)值，反而導(dǎo)致了區(qū)域性資源消耗過(guò)大。盡管現(xiàn)代煤化工企業(yè)改善了傳統(tǒng)的工藝手段，也提高了水資源的利用效率，但是損耗依然是占據(jù)絕大部分的，并且在廢水處理這一方面還具有較高的提升空間。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，只有不斷地創(chuàng)新和探索，才能夠促使其行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，只有確保經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)工作的同步發(fā)展，才能夠降低水資源的消耗。總而言之，在現(xiàn)代煤化工企業(yè)中實(shí)現(xiàn)廢水零排放具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義，畢竟我國(guó)雖然面積廣闊，但是水資源的分布及其不均衡，而目前的社會(huì)現(xiàn)狀是，工農(nóng)業(yè)所消耗的水資源占據(jù)較大部分，如果在發(fā)展過(guò)程中沒(méi)有控制好污水問(wèn)題，導(dǎo)致地下水和土壤的污染，那么水資源匱乏問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，所以廢水零排放技術(shù)的應(yīng)用可以緩解目前水資源匱乏的問(wèn)題，也可以提高水資源在工業(yè)發(fā)展中的利用效率，讓我國(guó)的水資源分配更加合理，降低對(duì)地下水污染、土地污染的影響。

3.實(shí)現(xiàn)煤化工廢水零排放的技術(shù)

首先是有機(jī)廢水處理。高溫計(jì)劃工藝的有機(jī)廢水，通常采用的是常規(guī)生化工藝，能夠去除96%的COD，有機(jī)廢水在處理之后，為了達(dá)到補(bǔ)水的目的，可以直接利用循環(huán)水系統(tǒng)。由于中溫氣化工藝產(chǎn)生的有機(jī)廢水COD較高，所以需要通過(guò)預(yù)處理，如果再經(jīng)過(guò)一系列流程的廢水處理，仍然無(wú)法滿(mǎn)足回用的標(biāo)準(zhǔn)，需要通過(guò)超濾反滲透處理。其次是含鹽廢水的處理，膜濃、熱濃縮技術(shù)可以將濃縮雜質(zhì)，并循環(huán)利用其中的清水，一般用于循環(huán)水系統(tǒng)中。前者在處理廢水時(shí)成本低，適用于規(guī)模較大的煤化工廢水處理，并且這項(xiàng)技術(shù)也較為成熟，但是在進(jìn)行廢水處理時(shí)，對(duì)水質(zhì)的要求較高，很容易出現(xiàn)污堵、濃縮倍數(shù)不高的情況。最后是濃液的處置。這主要是指含鹽廢水處理之后的高鹽廢水，一般含鹽量達(dá)到20%。我國(guó)處理這類(lèi)廢水采用的方式主要有蒸發(fā)結(jié)晶、焚燒等。蒸發(fā)結(jié)晶是將廢水中的鹽分以結(jié)晶的方式析出，目前熱效率最高的是美國(guó)通用公司的專(zhuān)有技術(shù)，蒸汽壓縮結(jié)晶這項(xiàng)的設(shè)備投資率大，并且運(yùn)行結(jié)果比較成功，而我國(guó)的這項(xiàng)技術(shù)仍然不太成熟。由于焚燒法產(chǎn)生的殘?jiān)且喳}類(lèi)為主，所以要求設(shè)備的防腐性能較高，但是將高鹽廢水送到焚燒爐焚燒后，實(shí)際的運(yùn)行不太穩(wěn)定，甚至是較為艱難，同時(shí)還會(huì)伴有較高的能耗，目前我國(guó)的煤化工企業(yè)并沒(méi)有這一實(shí)例的運(yùn)行，還處于初步設(shè)計(jì)的階段。

4.煤化工廢水零排放存在的問(wèn)題

在煤化工廢水零排放技術(shù)的研究和應(yīng)用，我國(guó)依然處于起步階段，所以很多方面還是要做進(jìn)一步的研究，才能夠解決已經(jīng)存在的問(wèn)題。無(wú)論是煤化工企業(yè)還是有關(guān)部門(mén)，都應(yīng)該重視技術(shù)的創(chuàng)新，因?yàn)閺U水的處理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，中溫氣化工藝只能促進(jìn)有機(jī)廢水的處理，無(wú)法滿(mǎn)足循環(huán)再生水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。而反滲透工藝處理廢水的效果較好，但是因?yàn)槠鋵?duì)裝置要求較高，所以會(huì)增加裝置的運(yùn)行成本。再加上廢水中有機(jī)物很可能會(huì)造成一定的腐蝕，所以卓循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用并非完美。在處理含鹽廢水是核心問(wèn)題，一直都是污堵、設(shè)備腐蝕問(wèn)題以及系統(tǒng)鹽平衡的優(yōu)化。由于廢水中的高鹽分降低了廢水處理效率，甚至縮短廢水處理設(shè)備的使用壽命，無(wú)形中增加運(yùn)行成本，為了解決這些問(wèn)題化工企業(yè)必須要開(kāi)發(fā)高效的含鹽廢水處理工藝。其次是經(jīng)濟(jì)方面。一般的煤化工項(xiàng)目投資額較大，要想實(shí)現(xiàn)廢水零排放，除了要克服技術(shù)的困難，還需要投入大量的資金。根據(jù)煤化工企業(yè)廢水處理的實(shí)際情況，可以得知種種煤化工項(xiàng)目，在水處理這一方面投資的余額還是比較大的，并且還占據(jù)了環(huán)保投資的一半，這就意味著零排放方案的成敗關(guān)鍵在于廢水零排放系統(tǒng)是否能夠有效處理各種高濃度的含鹽廢水。在這種情況下要解決水溶性污染，綜合考慮企業(yè)在發(fā)展中帶來(lái)的各種環(huán)境問(wèn)題，還應(yīng)該特別關(guān)注焚燒、蒸發(fā)的廢水處理方式。最后則是規(guī)劃管理方面。對(duì)于煤化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，廢水零排放帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)壓力較高，所以如果企業(yè)的監(jiān)管力度沒(méi)有加強(qiáng)，很容易對(duì)水體環(huán)境造成二次污染，畢竟對(duì)于那些實(shí)施零排放方案地區(qū)的人來(lái)說(shuō)，水環(huán)境的維護(hù)是非常重要的，因此每個(gè)地方的政府要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況制定一些優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)展廢水零排放的試點(diǎn)。

5.煤化工廢水零排放制約性問(wèn)題的解決思路

(1)規(guī)定零排放要求

煤化工企業(yè)要想做到廢水的真正零排放，必須要在生產(chǎn)過(guò)程中防止環(huán)境污染問(wèn)題的出現(xiàn)，避免資源的大幅度損失，但是這種處理方式對(duì)于企業(yè)而言，可能要付出更多的成本，承擔(dān)更大的風(fēng)險(xiǎn)。很多企業(yè)從整體的發(fā)展角度出發(fā)，并不會(huì)采取這種開(kāi)放式的管理模式。對(duì)于那些沒(méi)有被列入到定點(diǎn)項(xiàng)目的內(nèi)容，可以通過(guò)一部分項(xiàng)目的實(shí)施，考察其是否可行，這也就意味著小范圍的實(shí)驗(yàn)與推廣才是最合適的，這不僅符合國(guó)家能源戰(zhàn)略目標(biāo)，同時(shí)也可以加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的合理布局，使其整體更加規(guī)范，前提是監(jiān)管部門(mén)必須要嚴(yán)格把控。

(2)積極開(kāi)發(fā)第二水源

在一些具備高典型性的煤炭基地中，需要用到的水資源種類(lèi)較多，比如地下水、自然降水、礦井水等，通過(guò)遵循水循環(huán)往復(fù)，基本原理可以對(duì)水可循環(huán)利用這一特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘，從而創(chuàng)設(shè)起較為合理的地下水庫(kù)，這可以支撐煤化工企業(yè)進(jìn)一步實(shí)施各項(xiàng)生產(chǎn)操作。在多種水資源中，礦井水的可利用水量與質(zhì)量都很高，所以企業(yè)可以結(jié)合新技術(shù)，對(duì)高礦度、高濁的礦井水進(jìn)行開(kāi)發(fā)與研究，將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量的煤化工用水，這也可以提高企業(yè)的整體效率。

(3)樹(shù)立良好的廢水零排放理念

在使用二級(jí)反滲透操作進(jìn)行含鹽廢水的處理中，會(huì)存在鈣鎂等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)反滲透膜造成嚴(yán)重的污染，很難進(jìn)行順利的脫硅操作，所以必須要進(jìn)一步研究一級(jí)反滲透濃水中硅具有的水化學(xué)機(jī)理，同時(shí)還要不斷創(chuàng)新與此同步的脫鎂、鋅、硅技術(shù)，在此基礎(chǔ)上還要不斷完善并更新所應(yīng)用的二級(jí)反滲透技術(shù)，通過(guò)上述操作所創(chuàng)設(shè)的反滲透膜回收利用技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，可以更好的處理含鹽廢水。其次在利用反滲透操作處理高濃度含鹽廢水時(shí)，還需要研究多個(gè)種類(lèi)高級(jí)的氧化技術(shù)，這樣才能夠合理運(yùn)用有效的廢水處理技術(shù)與設(shè)備，去除那些降節(jié)性較低的有機(jī)物，降低基于反滲透機(jī)械實(shí)施蒸發(fā)操作中形成的強(qiáng)揮發(fā)性氣體，從而降低對(duì)周邊環(huán)境的污染。最后，目前很多企業(yè)在濃鹽水多效蒸發(fā)結(jié)晶中依然存在能源消耗過(guò)多，資金投入總量較多的問(wèn)題，為了凸顯廢水零排放理念，必須要采取綜合的技術(shù)，進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)具有較高節(jié)能性和較高工作效率的新型濃鹽水機(jī)械蒸發(fā)設(shè)備，這不僅因?yàn)槠淠軌虼蠓忍岣咛幚矸礉B透高濃鹽水的效率，同時(shí)也能夠減少各類(lèi)資源的浪費(fèi)率。

(4)分類(lèi)監(jiān)管零排放

由于煤化工項(xiàng)目的類(lèi)型有所不同，所以要根據(jù)實(shí)際情況采取合理的方法進(jìn)行治理，避免從源頭一刀切做法。從現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝成熟程度可以知道，目前煤化工的治理要點(diǎn)是根據(jù)已有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分層治理、分類(lèi)管理。由于我國(guó)有關(guān)煤化工的示范項(xiàng)目，必須要通過(guò)驗(yàn)證指標(biāo)的成熟性才能夠了解企業(yè)的排污數(shù)據(jù)，并重點(diǎn)檢查所有資料是否存在欠缺的問(wèn)題。以此為基礎(chǔ)確定的水污染治理措施，才能夠落實(shí)到位。而在技術(shù)實(shí)際運(yùn)用中，很有可能會(huì)存在無(wú)法預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)，所以也需要作出及時(shí)的處理，對(duì)于那些已經(jīng)滿(mǎn)足達(dá)標(biāo)排放的煤化項(xiàng)目，盡量不要強(qiáng)制性的讓他們使用零排放功能。也就是說(shuō)必須要重視監(jiān)督和管理，盡可能的找出那些減少污染物排放的方法，為實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)而努力。

(5)保證供水高質(zhì)量

一方面管理供水的部門(mén)必須要恪盡職守，在規(guī)劃水管網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)要合理布局，如有必要必須要通過(guò)實(shí)地考察，進(jìn)行水管網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)維護(hù)作用。在水資源審批這一方面需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先使用，只有了解并實(shí)現(xiàn)水管網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，才能夠?yàn)槠髽I(yè)提供質(zhì)量較高的水資源。在供水審批期間必須要做好管理工作，完成水循環(huán)的利用，首先將使資源引入到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)一步的分析，檢查廢水排放的含鹽量，根據(jù)不同的含鹽量，進(jìn)行反滲透工藝的脫鹽。由于水可以作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的補(bǔ)充水，所以這不僅能夠減少煤化工生產(chǎn)的用水量，同時(shí)也能夠更好的實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。另一方面，工業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈條的升級(jí)意味著煤化工企業(yè)在利用水資源過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)市場(chǎng)動(dòng)向和每個(gè)區(qū)域的地理?xiàng)l件，有目的、有計(jì)劃地開(kāi)拓備用水資源，尤其是那些處于煤炭生產(chǎn)企業(yè)附近的煤化工企業(yè)，可以考慮天然降水利用化收集系統(tǒng)的利用，如果有條件可以針對(duì)地下水資源進(jìn)行備用水源的開(kāi)發(fā)，建立科學(xué)合理的儲(chǔ)水庫(kù)。為了進(jìn)一步提高水資源的利用率，實(shí)現(xiàn)廢水零排放，企業(yè)還需要運(yùn)用新技藝和工藝，通過(guò)循環(huán)利用水資源來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置。這是因?yàn)閭溆盟Y源能夠?yàn)槠髽I(yè)的后續(xù)發(fā)展提供一些保障，促進(jìn)企業(yè)的開(kāi)源節(jié)流，為工業(yè)生產(chǎn)后期的廢水處理和零排放項(xiàng)目實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。除此之外，不同水源中所含雜質(zhì)不同，所以在生產(chǎn)過(guò)程中還需要利用水資源轉(zhuǎn)換裝置去除水中雜質(zhì)，防止使工藝因?yàn)殡s質(zhì)，致使整個(gè)生產(chǎn)受到負(fù)面的影響。

(6)加強(qiáng)技術(shù)的研究

首先，要注重預(yù)處理措施?，F(xiàn)階段的煤化工企業(yè)廢水污染物種類(lèi)繁多，分離、降解困難，如果還使用脫酸、脫氨等工藝技術(shù)去處理，不僅處理效果不理想，而且還會(huì)致使含油高廢水在常規(guī)氣浮裝置中留下數(shù)量繁多的泡沫，影響油分離技術(shù)的使用效率。也就是說(shuō)在煤化工生產(chǎn)過(guò)程中，排放的廢水在水質(zhì)上存在不同程度的差異，這其中包含著不同的污染因素。比如氣化廢水的水質(zhì)波動(dòng)相對(duì)較大，且其中具有的物質(zhì)極其復(fù)雜，通過(guò)生物降解很難起到應(yīng)有的效果，因此必須在預(yù)處理階段通過(guò)一定的措施減少生化處理的時(shí)間，利用生化處理廢水時(shí)，對(duì)生化系統(tǒng)的沖擊會(huì)有一定的降低，因此可以延長(zhǎng)生化系統(tǒng)的使用壽命，確保其更加高效的進(jìn)行廢水處理。當(dāng)然，為了進(jìn)一步加強(qiáng)與落實(shí)預(yù)處理階段的措施，還可以從進(jìn)水水質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，這與單純的利用生化系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其次，煤化工企業(yè)要考慮水質(zhì)波動(dòng)范圍較大的情況，并采取合理的解決措施，比如可以通過(guò)建立容積較大的廢水池，確保廢水站存的時(shí)間能夠達(dá)到15天左右，這對(duì)廢水處理的有效性也有很大的幫助。第三，氣化廢水的處理難度比較大，對(duì)企業(yè)的要求也較高。企業(yè)不僅要關(guān)注預(yù)處理有關(guān)的操作，還需要在落實(shí)加壓氣化措施之前，消除生化系統(tǒng)中存在的一些有害物質(zhì)，這可以保障生化處理的順利開(kāi)展。最后目前的廢水零排放依然存在技術(shù)上的難題，所以無(wú)論是煤化工企業(yè)還是有關(guān)部門(mén)，都應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境和實(shí)際情況，進(jìn)行技術(shù)方面的投入和研究。尤其是廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的控制和環(huán)境方面的研究力度，所有項(xiàng)目中使用到的技術(shù)要綜合評(píng)估他們的優(yōu)與劣，無(wú)論是節(jié)水還是廢水處理，都要選擇合適的工藝，盡可能去推行那些可行性較高的技術(shù)，并制定技術(shù)規(guī)范，這才能夠促進(jìn)零化工企業(yè)的廢水零排放技術(shù)發(fā)展。

(7)加大執(zhí)法的力度

煤化工行業(yè)技術(shù)含量高、流程長(zhǎng)，尤其是廢水處理工藝比較復(fù)雜，企業(yè)在建廠初期要根據(jù)實(shí)際情況選擇最優(yōu)的工藝路線(xiàn)，確保其具有較高的污水處理能力，廢水零排放工藝是煤化工企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。執(zhí)法力度的加強(qiáng)，可以進(jìn)一步優(yōu)化煤化工企業(yè)的廢水零排放方案，國(guó)家要重視鼓勵(lì)各大企業(yè)創(chuàng)新廢水零排放方法，在提高水資源和廢水排放收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，制定一系列的優(yōu)惠政策，比如通過(guò)財(cái)政和稅收，讓那些具有經(jīng)濟(jì)和實(shí)力的企業(yè)先進(jìn)行試點(diǎn)。在企業(yè)的試驗(yàn)過(guò)程中，不僅要保證生產(chǎn)安全，同時(shí)也要進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。一方面要確保生產(chǎn)成果的低能耗和高效率，通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，確保參數(shù)的分配能達(dá)到一種平衡的狀態(tài)，這樣可以保證廢水的水質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)廢水的回收再利用。另一方面由于煤化工廢水零排放主要體現(xiàn)在廢水的晾曬和結(jié)晶，所以必須要注重所使用方法技術(shù)的是否合格，只有采取有效的處理方法，才可以避免發(fā)生二次環(huán)境污染。

6.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)全文的分析可以知道，目前我國(guó)針對(duì)煤化工廢水零排放技術(shù)的研究和應(yīng)用并不深入，無(wú)論是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)還是環(huán)境、管理都存在著一些問(wèn)題。所以必須要明晰廢水質(zhì)量特征，減少鹽的添加，加大技術(shù)投入，通過(guò)考慮高能耗與高投資運(yùn)行成本問(wèn)題，明確企業(yè)合理的廢水零排放方案，盡可能將污染限制在可控范圍實(shí)現(xiàn)，通過(guò)規(guī)劃的科學(xué)與合理促進(jìn)管理因地制宜達(dá)到最優(yōu)的環(huán)境效益。