阻碍中国煤化工废水近零排放的因素及应对措施

苏克菊

（新疆天业集团有限公司，新疆 石河子 832000）

阻碍中国煤化工废水近零排放的因素及应对措施

苏克菊

（新疆天业集团有限公司，新疆 石河子 832000）

主要从规划设计、工艺选择和膜污染及高盐水处理等方面分析，对阻碍中国煤化工废水近零排放的技术因素进行分析并简要提出了相关的应对措施。

煤化工；废水；近零排放

作为中国“十三五"规划重点发展的战略性新兴产业，中国煤化工在产业规模、技术水平上已经处于世界领先地位。受能源格局的影响，中国煤化工企业大都布局在水资源紧缺的西北及华北地区，煤化工产业发展迅猛，加剧了区域水资源供需的失衡；另一方面，煤化工项目废水排放量大，而西北及华北地区水资源匮乏，区域水环境容量不足，水污染形势严峻，甚至缺少纳污水体，煤化工产业的兴起将会导致区域地下水的过度开采和水环境的严重污染。

针对煤化工企业发展中的环境污染问题，国家对新建煤化工项目的用水和废水排放政策进一步收紧，《煤炭深加工示范项目规划》明确要求处理后废水回用率达到95%以上，力争达到“近零排放”。然而，由于煤化工废水产量巨大，且废水中含有大量酚氨、烷烃、芳烃等有毒有害物质，是一种高浓度难生物降解的工业废水，处理难度极大。煤化工废水处理已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。本文主要从阻碍中国煤化工废水近零排放的几个技术方面因素进行分析，以期为煤化工废水处理的研究提供参考。

1 影响近零排放的技术因素

1.1 近零排放的设计难关

煤化工废水处理系统的设计需要具备水处理专业的基本知识和判断分析能力，同时还需要相当深厚的化工基础，既能够深入了解蒸发结晶系统，还要对主装置单元的基本化工过程进行深入了解。然而，中国目前尚缺乏具备这种集成能力的企业、设计院。目前，煤化工废水处理的设计与主体工艺设计通常不是由同一家单位完成，设计工作相互脱节，没有做到无缝对接。同时，由于技术服务商不是一家，处理水的路线不同，处理形式不同，缺乏汇集能力，从而不能对每个工艺段全盘考虑，不能做到每个环节最大程度的优化和平衡，最后造成污水处理过程控制复杂、处理效率不高、投资高、稳定性差。

1.2 缺乏高效复合处理新工艺

由于煤质不同、气化炉采用工艺不同，造成废水中含有的酚氨、烷烃、芳烃等有毒有害物质含量不同。现有的单一处理工艺较为成熟，但是在针对性和有效性上普遍存在问题，出水无法满足回用的要求且难以稳定有效运行。废水处理过程中，通常需要根据工艺及煤质特性进行灵活组合和优化，才能够互相弥补技术缺陷，最终实现废水循环回用和“零排放”。因此，开发高效复合处理新工艺将是煤化工废水处理的研究方向之一。

1.3 难以回避的有机物膜污染问题

污水回用过程中，进水都含有一定的有机物，目前有机物的膜污染是废水“零排放”应用中难以回避的问题。通常的处理措施是采取深度处理的高级氧化法，其具有反应时间短、反应过程可控、水质普适性强、氧化降解彻底等优点，一直是学者的重点研究内容。但目前该技术高成本、高能耗的问题限制了其大规模应用，开发具有实际应用可行性的高级氧化技术将是废水处理研究的热点之一。

膜处理技术以其无相变、无化学反应、选择性好、适应性强、能耗低等优点，在煤化工废水处理中有着广泛的应用前景，但目前膜材料普遍存在耐污染性能差、分离效果欠佳导致的使用寿命短等弊端，导致水处理装置无法长期稳定运行。新型功能膜材料开发、制备技术优化、分离效果和水通量提高、使用寿命延长等将是未来膜研究工作的主要方向。

1.4 高浓含盐废水处理的技术瓶颈

高浓含盐污水在饱和状态易析出晶体，容易出现结垢，堵塞管道，且盐污水呈强酸性或强碱性，温度高，含氯离子，容易造成金属设备及管道腐蚀。目前的蒸发结晶技术结垢问题突出，导致设备传热阻力增加，蒸发器生产强度降低，单位蒸汽消耗量大；管道腐蚀也造成装置运行不稳定。高浓含盐废水处理是世界性的难题，相关新技术的开发近年来也倍受学者关注。目前，国内自然蒸发设施处理高浓含盐废水尚没有成功案例，主要原因有对蒸发量估算不准确、对冬天结冰现象考虑不足、废水的无序排入导致自然蒸发设施变成污水库等。近年来，浓含盐废水处理逐渐向浓含盐废水资源化利用方向转变，一些单位正在加紧研究高含盐废水分质结晶技术，寻求结晶盐资源化利用途径。但是这些研究仍处于小试、中试阶段，尚需进一步考察其技术经济性和实际工程化应用的可行性。因此，业内目前尚缺乏能够有效去除浓含盐废水或杂盐中有机物的相关经验技术。

2 应对措施

2.1 技术层面的应对措施

污水治理路线要从源头设计抓起，有机废水达标回用和高浓含盐废水零排放是煤化工项目污水处理的2个关键环节。有机废水处理的关键是除油、脱酚（尤其是多元酚）、生化各环节必须达标；高浓含盐废水处理方面，除了加大研发力度，尽快攻克高浓含盐废水资源化利用技术方案外，针对现行的自然蒸发，在设计上，合理确定蒸发折减系数，科学确定自然蒸发设施面积，分级、分格设计自然蒸发设施，必要时增加雾化蒸发机等辅助蒸发设备。

2.2 管理层面的应对措施

（1）针对业内处理工艺、回用去向不清楚，以及企业实际的污水处理效果、中水回用率及单位产品水耗难以掌握的情况。国家层面应出台合理配套的相关政策，加强监控监管，确保排入蒸发塘污水的水质、水量达到设定要求；

（2）企业在废水处理管理中，首先对煤化工废水进行系统地划分，对废水进行分类收集、分质处理与分段回用；在操作过程中，重视水量动态平衡、重视各工段的有机衔接、重视物料特别是盐平衡，做到全系统流程的优化融合；

（3）在操作过程中，严格控制废水进自然蒸发设施的水质，重视专业人才的培养与引进，制定完善的应急措施，切实加强零排放设施运行过程中的管理。

2.3 风险层面的控制措施

（1）蒸发结晶盐二次污染风险的控制

蒸发结晶盐的主要成分为钠、钾氯化物及少量的重金属物质，其主要来源为原水的浓缩富集及煤气化过程的带入。因此，切实加强蒸发结晶盐的安全处置，严格过程管理，是有效控制蒸发结晶盐二次污染风险的根本措施。

（2）地下水污染风险控制

自然蒸发设施、废水暂存池、污水处理各种池体占地面积大，污染地下水的风险大。有效控制地下水污染的风险。首先，建设严格按照《危险废物填埋污染控制标准》GB18598-2001进行设计，综合防渗系数达到或小于1.0×10-12cm/s，并充分考虑防冻涨措施；其次，根据地下水流场情况，布置地下水监测点，并制定周密的应急计划。

（3）自然蒸发大气污染风险控制

浓盐水在自然蒸发的过程中，可能会有有机污染物扩散到空气及有结晶盐颗粒随风飘散，为避免对人健康及生产装置的影响，自然蒸发设施的选址建议在考虑浓含盐废水输送过程中的结晶析出问题的前提下，应离人口集聚区及生产厂区有一定距离，必要时在自然蒸发系统周边增加防尘网等防尘设施。

3 结语

随着中国工业的持续快速发展，用水量不断增加，将会进一步加剧水资源短缺的严峻形势，废水“零排放”成为企业发展的必由之路。在实践操作时，由于工艺装置不稳定、缺乏实际建设、运行经验，当前实现废水“零排放”目标还存在一定的困难。

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