新型煤化工废水零排放技术的问题与解决思路

王冬 张洪伟(兖矿新疆煤化工有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011)

0 引言

我国的能源情况总体来说是“富煤少油”，煤炭资源比较丰富，是我国主要也是重要的生产生活能源来源。在此情况下，争取将煤化工企业的实效性做出有效发挥，加速石油化工方面的替代品进步，对于减低我国石油依赖，提升我国的经济发展水平、增强我国的国际竞争力有着重要的作用。但对于煤化工企业而言，在实际的生产过程当中，往往会产生大量的工业废水，对周边环境产生较大的不良影响，如何尽量减少工业废水的产出，做到工业废水零排放，是目前煤化工企业面临的难题。

1 煤化工废水的类型以及特点

煤化工行业想要达到废水零排放的目标，需要做到两个前提：一是对煤化工废水进行分类收集；二是对煤化工废水按照水质分别处理。

煤化工企业的废水按照内含的不同的污染物类型大体可以分为两种，分别是有机废水以及含盐废水。有机废水主要包括生活污水、初期雨水、地面冲洗水、气化废水、化工装置废水，而其中又以气化废水所占比例为最高。有机废水的水质特点是COD 浓度和氨氮的浓度偏高。含盐废水主要包括循环性排污水和化学水站排水。含盐废水也称作清净废水，其水质特点是为了增进新鲜水的浓缩，会在循环水系统以及化学水系统中添加一定量的化学药剂，导致水体中悬浮固体和总溶解固体的浓度偏高，与COD 以及氨氮浓度差距过大。

2 煤化工企业工业废水排放中的问题

2.1 企业用水来源单一，缺少第二水源

以煤化工企业生产项目中的煤油转化操作为例，在煤化工企业利用煤炭进行油类制造的整个项目过程中，平均消耗的水量大致在10t 左右。我国大部分的煤矿矿区都处于山区等水源缺乏的地区，而煤化工企业一般都依傍于煤炭产区建造，企业周边的水源量往往难以支撑煤化工项目的需要。在煤化工企业所在地周边堪寻新的水源，以及利用技术手段提高水资源利用能力，是企业正常开展生产活动的重要保障[1]。

2.2 处理成本大

废水处理成本大也是企业在进行废水零排放处理时面临的难点。废水零排放项目的实施需要根据煤化工企业的具体水质情况指定计划及废水处理转化方式，需要极大的经济投入。在规模投资建设方面，通常的零排放项目建设一天的成本金额就高达数万元，整个项目周期通常又比较长，总体投资动辄以亿元计。项目的后续的持续运行也需要消耗大量资金。零排放项目运行能耗大，各个污水处理环节还需消耗大量资源，零排放项目处理污水时的直接成本和总体成本的金额都要大大高于市面上其他相关处理方式的单价。

2.3 实际处理中技术点众多

煤化工企业零排放的主要思路包括利用BGL 炉煤制气生产合成氨、尿素，废水转化生产甲醇、烯烃，煤直接液化商用、污水回用等。但在实际操作过程中，气化废水的处理难度相当大，是气化废水处理中的首要难点，尤其在碎煤加压产生的气化废水中，往往含有大量降解难度较大的酚类、氨氮、油类等有毒有害物质。其次，新型煤炭化工生产中产生的气化废水，水质直接受到煤化工企业所用煤矿的煤质、生产过程温度、压力以及添加物等因素的影响，废水水质波动很大，废水稳定性也较差。这种具有波动性和不稳定性的气化废水水质情况给废水零排放中的废水回收和废水处理环节都会带来很大的压力。仍然以碎煤加压产生的气化废水为例，COD 值在不同煤化工企业的同类废水中波动范围可以达到3 倍甚至10 倍以上。再次，在对废水进行处理的过程中，也会对回收装置有所影响。比如回收有机废水时，水中包含的有机物会在进水时会对回收膜造成污染[2]。

3 煤化工企业工业废水排放问题的对策

3.1 积极开拓备用水源

煤化工企业应当积极的寻找备用水源，对于依傍煤炭矿区修建的煤化工企业来说，可以考虑收集利用自然降水、地下水、矿井水等补充自身水资源消耗，建立结构合理的地下水库对水资源进行存储。同时要积极研究水资源的循环利用，尽可能地对所拥有的水资源进行效益最大化的安排。不同来源的水资源质量也不相同，要积极结合新的工艺和新的技术，进行新的开发，将不同质量的水资源转化为高质量的煤化工用水。通过开源节流的方式，满足企业的用水需求，增强企业效益，为提升企业生产能力和进行零排放项目实施打下基础。

3.2 对企业企划废水的水质特征进行针对性分析

要想对气化废水进行良好的处理，必须要清晰的知道气化废水的特征。煤化工企业应当在对自身产生的气化废水，包括有机废水与含盐废水进行基础的生化处理以及预处理之后，对废水的特征进行分析，制定相应的处理计划。比如对废水中的有毒物资、强挥发性物质、有色物质、不易降解油类物质等进行分析，确认废水TDS 中是否含有离子成分，是否会带来额外的膜污染，对会对滤化膜造成污染的各种物质进行总结分析。另外，也应定量和定性的对一级反渗透的浓盐水进行严格操作。通过有针对性的探明气化废水的特征和内含物组成结构，提升企业对于废水的处理的效率和有效性，也可以一定程度上减轻企业的错误或过量处理带来的负担[3]。

3.3 树立良好的废水处理意识

首先要针对二级反渗透技术进行优化，通过对于一级反渗透水的化学机理进行相关的研究分析，改善脱盐技术，解决二级反渗透操作后的含盐废水会给反渗透膜造成的污染问题，创造出更有经济型和可行性的针对高含盐量的废水的反渗回收利用技术。

其次，要对氧化技术进行深入研究，对废水中的可降解性低的有机物进行进一步有效去除，大幅度降低由于反渗透浓水机械蒸发操作产生的强挥发性气体，降低周围环境被污染的可能性。

最后，综合利用浓盐水增发设备以及蒸发塘，提升反渗透高浓盐水的整体处理效率，并降低资源与资金的浪费[4]。

3.4 选择适合的处理方案

煤化工企业废水零排放方案不是单一的，因此要选择合适的废水处理思路。比如云天化集团，针对自身煤气化废水含油量大，高COD 高盐高酚类的特点，采用设置隔油和气浮单元、水解酸化、双膜法等，对自身废水进行有效处理，系统脱盐率长期维持在98%左右。而神华集团则是利用微生物生化降解，深度处理MBR 工艺等，在保持较高回收率的情况下保证了膜处理系统的长期稳定运行，为实现零排放奠定良好基础，此后又采用双膜法以及超滤装置，在场地较小的情况下以低化学药品与低运行成本的效果，截留水中微粒、细菌等，改善和稳定了废水处理后的水质。

4 结语

综上所述，在当前发展形势的要求下，煤化工企业要积极分析自身情况，并积极探究利用新的技术，对气化废水进行综合处理，做到废水零排放，确保企业的健康稳定发展，也为保护周边环境、提升我国经济实力作出保障。