浅析煤化工废水零排放的制约性问题

＊邵三多 张阳

（浙江石油化工有限公司 浙江 316200）

一直以来，我国都是煤炭资源消耗大国，我国的煤化工产业众多，但是煤化工产业在发展过程中存在着诸多难题，比如耗水量大、废水排放污染等。在当前的环境保护理念下，必须要高效解决煤化工废水排放问题，根据已经提出的废水零排放设计方案，进一步创新废水处理技术，解决废气污染问题，这才是煤化工发展自身需求和外在要求。

1.煤化工废水的主要类型

有机废水与含盐废水的分类是根据含盐量决定的，这也是现代煤化工企业废水分类的标准之一，前者一般来源于生活污水和工业废水，一般的污染物以COD为主，这些污染物的共同特点就是含盐量较低，后者包括洗涤废水、循环水系统排水、回用系统浓水等，由于含盐量较高是这些废水的共同特点，这也就导致了煤化工企业有机废水成分的差别，毕竟煤化工企业所使用的工艺技术不太一样，具体使用何种技术取决于企业投资成本和所使用煤的质量。如果企业目前进行的化工项目较大，一般会采用中温气化工艺和高温气化工艺，但无论采用哪种工艺，含盐废水中的盐基本上都来源于新生水、循环冷却水或者是在除盐水生产过程中存在的浓盐水，只要确定生产工艺和新鲜水来源，之后再以选择合适的处理废水药剂品种或者调整循环冷却系统的倍数来降低废水含盐量。

2.现代煤化工水系统特点分析

在工业生产中，水是必需品也是促进工业发展的血液，在煤化工业中对水的消耗是非常巨大的，无论是煤炭气化、转换还是分离等诸多环节，都需要借助水资源进行辅助反应，并且一系列机械设备在使用过程中由于会产生大量热量，所以也需要通过水冷技术对其进行降温，维持整个设备的稳定运行。一般情况下，煤化过程中利用水资源的用途主要体现在工艺水、循环冷却水、动力水和废水等方面，在这之中必须要注重废水的处理和利用，要从环保角度出发。我国煤化工生产中消耗水量巨大，但是水资源的利用率并不高，因此也没能为生产带来附加价值，反而导致了区域性资源消耗过大。尽管现代煤化工企业改善了传统的工艺手段，也提高了水资源的利用效率，但是损耗依然是占据绝大部分的，并且在废水处理这一方面还具有较高的提升空间。随着工业的迅速发展，只有不断地创新和探索，才能够促使其行业可持续发展，只有确保经济和环境保护工作的同步发展，才能够降低水资源的消耗。总而言之，在现代煤化工企业中实现废水零排放具有极为重要的现实意义，毕竟我国虽然面积广阔，但是水资源的分布及其不均衡，而目前的社会现状是，工农业所消耗的水资源占据较大部分，如果在发展过程中没有控制好污水问题，导致地下水和土壤的污染，那么水资源匮乏问题将会越来越严重，所以废水零排放技术的应用可以缓解目前水资源匮乏的问题，也可以提高水资源在工业发展中的利用效率，让我国的水资源分配更加合理，降低对地下水污染、土地污染的影响。

3.实现煤化工废水零排放的技术

首先是有机废水处理。高温计划工艺的有机废水，通常采用的是常规生化工艺，能够去除96%的COD，有机废水在处理之后，为了达到补水的目的，可以直接利用循环水系统。由于中温气化工艺产生的有机废水COD较高，所以需要通过预处理，如果再经过一系列流程的废水处理，仍然无法满足回用的标准，需要通过超滤反渗透处理。其次是含盐废水的处理，膜浓、热浓缩技术可以将浓缩杂质，并循环利用其中的清水，一般用于循环水系统中。前者在处理废水时成本低，适用于规模较大的煤化工废水处理，并且这项技术也较为成熟，但是在进行废水处理时，对水质的要求较高，很容易出现污堵、浓缩倍数不高的情况。最后是浓液的处置。这主要是指含盐废水处理之后的高盐废水，一般含盐量达到20%。我国处理这类废水采用的方式主要有蒸发结晶、焚烧等。蒸发结晶是将废水中的盐分以结晶的方式析出，目前热效率最高的是美国通用公司的专有技术，蒸汽压缩结晶这项的设备投资率大，并且运行结果比较成功，而我国的这项技术仍然不太成熟。由于焚烧法产生的残渣是以盐类为主，所以要求设备的防腐性能较高，但是将高盐废水送到焚烧炉焚烧后，实际的运行不太稳定，甚至是较为艰难，同时还会伴有较高的能耗，目前我国的煤化工企业并没有这一实例的运行，还处于初步设计的阶段。

4.煤化工废水零排放存在的问题

在煤化工废水零排放技术的研究和应用，我国依然处于起步阶段，所以很多方面还是要做进一步的研究，才能够解决已经存在的问题。无论是煤化工企业还是有关部门，都应该重视技术的创新，因为废水的处理是一个复杂的过程，中温气化工艺只能促进有机废水的处理，无法满足循环再生水质的标准和要求。而反渗透工艺处理废水的效果较好，但是因为其对装置要求较高，所以会增加装置的运行成本。再加上废水中有机物很可能会造成一定的腐蚀，所以卓循环系统的应用并非完美。在处理含盐废水是核心问题，一直都是污堵、设备腐蚀问题以及系统盐平衡的优化。由于废水中的高盐分降低了废水处理效率，甚至缩短废水处理设备的使用寿命，无形中增加运行成本，为了解决这些问题化工企业必须要开发高效的含盐废水处理工艺。其次是经济方面。一般的煤化工项目投资额较大，要想实现废水零排放，除了要克服技术的困难，还需要投入大量的资金。根据煤化工企业废水处理的实际情况，可以得知种种煤化工项目，在水处理这一方面投资的余额还是比较大的，并且还占据了环保投资的一半，这就意味着零排放方案的成败关键在于废水零排放系统是否能够有效处理各种高浓度的含盐废水。在这种情况下要解决水溶性污染，综合考虑企业在发展中带来的各种环境问题，还应该特别关注焚烧、蒸发的废水处理方式。最后则是规划管理方面。对于煤化工企业来说，废水零排放带来的经济压力较高，所以如果企业的监管力度没有加强，很容易对水体环境造成二次污染，毕竟对于那些实施零排放方案地区的人来说，水环境的维护是非常重要的，因此每个地方的政府要根据当地的实际情况制定一些优惠政策，鼓励企业开展废水零排放的试点。

5.煤化工废水零排放制约性问题的解决思路

(1)规定零排放要求

煤化工企业要想做到废水的真正零排放，必须要在生产过程中防止环境污染问题的出现，避免资源的大幅度损失，但是这种处理方式对于企业而言，可能要付出更多的成本，承担更大的风险。很多企业从整体的发展角度出发，并不会采取这种开放式的管理模式。对于那些没有被列入到定点项目的内容，可以通过一部分项目的实施，考察其是否可行，这也就意味着小范围的实验与推广才是最合适的，这不仅符合国家能源战略目标，同时也可以加强产业的合理布局，使其整体更加规范，前提是监管部门必须要严格把控。

(2)积极开发第二水源

在一些具备高典型性的煤炭基地中，需要用到的水资源种类较多，比如地下水、自然降水、矿井水等，通过遵循水循环往复，基本原理可以对水可循环利用这一特点进行进一步的挖掘，从而创设起较为合理的地下水库，这可以支撑煤化工企业进一步实施各项生产操作。在多种水资源中，矿井水的可利用水量与质量都很高，所以企业可以结合新技术，对高矿度、高浊的矿井水进行开发与研究，将其转变为高质量的煤化工用水，这也可以提高企业的整体效率。

(3)树立良好的废水零排放理念

在使用二级反渗透操作进行含盐废水的处理中，会存在钙镁等物质，这些物质会对反渗透膜造成严重的污染，很难进行顺利的脱硅操作，所以必须要进一步研究一级反渗透浓水中硅具有的水化学机理，同时还要不断创新与此同步的脱镁、锌、硅技术，在此基础上还要不断完善并更新所应用的二级反渗透技术，通过上述操作所创设的反渗透膜回收利用技术具有较高的经济性和稳定性，可以更好的处理含盐废水。其次在利用反渗透操作处理高浓度含盐废水时，还需要研究多个种类高级的氧化技术，这样才能够合理运用有效的废水处理技术与设备，去除那些降节性较低的有机物，降低基于反渗透机械实施蒸发操作中形成的强挥发性气体，从而降低对周边环境的污染。最后，目前很多企业在浓盐水多效蒸发结晶中依然存在能源消耗过多，资金投入总量较多的问题，为了凸显废水零排放理念，必须要采取综合的技术，进一步研究与开发具有较高节能性和较高工作效率的新型浓盐水机械蒸发设备，这不仅因为其能够大幅度提高处理反渗透高浓盐水的效率，同时也能够减少各类资源的浪费率。

(4)分类监管零排放

由于煤化工项目的类型有所不同，所以要根据实际情况采取合理的方法进行治理，避免从源头一刀切做法。从现有的生产工艺成熟程度可以知道，目前煤化工的治理要点是根据已有的生产工艺进行分层治理、分类管理。由于我国有关煤化工的示范项目，必须要通过验证指标的成熟性才能够了解企业的排污数据，并重点检查所有资料是否存在欠缺的问题。以此为基础确定的水污染治理措施，才能够落实到位。而在技术实际运用中，很有可能会存在无法预测的风险，所以也需要作出及时的处理，对于那些已经满足达标排放的煤化项目，尽量不要强制性的让他们使用零排放功能。也就是说必须要重视监督和管理，尽可能的找出那些减少污染物排放的方法，为实现零排放的目标而努力。

(5)保证供水高质量

一方面管理供水的部门必须要恪尽职守，在规划水管网络的同时要合理布局，如有必要必须要通过实地考察，进行水管网络的铺设，从而实现维护作用。在水资源审批这一方面需要对其进行优先使用，只有了解并实现水管网络的维护，才能够为企业提供质量较高的水资源。在供水审批期间必须要做好管理工作，完成水循环的利用，首先将使资源引入到循环冷却水系统，通过进一步的分析，检查废水排放的含盐量，根据不同的含盐量，进行反渗透工艺的脱盐。由于水可以作为循环冷却水系统中的补充水，所以这不仅能够减少煤化工生产的用水量，同时也能够更好的实现废水的零排放。另一方面，工业化产业链条的升级意味着煤化工企业在利用水资源过程中，应该根据市场动向和每个区域的地理条件，有目的、有计划地开拓备用水资源，尤其是那些处于煤炭生产企业附近的煤化工企业，可以考虑天然降水利用化收集系统的利用，如果有条件可以针对地下水资源进行备用水源的开发，建立科学合理的储水库。为了进一步提高水资源的利用率，实现废水零排放，企业还需要运用新技艺和工艺，通过循环利用水资源来实现资源的最优化配置。这是因为备用水资源能够为企业的后续发展提供一些保障，促进企业的开源节流，为工业生产后期的废水处理和零排放项目实施做好充分的准备。除此之外，不同水源中所含杂质不同，所以在生产过程中还需要利用水资源转换装置去除水中杂质，防止使工艺因为杂质，致使整个生产受到负面的影响。

(6)加强技术的研究

首先，要注重预处理措施。现阶段的煤化工企业废水污染物种类繁多，分离、降解困难，如果还使用脱酸、脱氨等工艺技术去处理，不仅处理效果不理想，而且还会致使含油高废水在常规气浮装置中留下数量繁多的泡沫，影响油分离技术的使用效率。也就是说在煤化工生产过程中，排放的废水在水质上存在不同程度的差异，这其中包含着不同的污染因素。比如气化废水的水质波动相对较大，且其中具有的物质极其复杂，通过生物降解很难起到应有的效果，因此必须在预处理阶段通过一定的措施减少生化处理的时间，利用生化处理废水时，对生化系统的冲击会有一定的降低，因此可以延长生化系统的使用寿命，确保其更加高效的进行废水处理。当然，为了进一步加强与落实预处理阶段的措施，还可以从进水水质的实际情况进行针对性的调整，这与单纯的利用生化系统进行废水处理相比具有明显的优势。其次，煤化工企业要考虑水质波动范围较大的情况，并采取合理的解决措施，比如可以通过建立容积较大的废水池，确保废水站存的时间能够达到15天左右，这对废水处理的有效性也有很大的帮助。第三，气化废水的处理难度比较大，对企业的要求也较高。企业不仅要关注预处理有关的操作，还需要在落实加压气化措施之前，消除生化系统中存在的一些有害物质，这可以保障生化处理的顺利开展。最后目前的废水零排放依然存在技术上的难题，所以无论是煤化工企业还是有关部门，都应该根据当地的水环境和实际情况，进行技术方面的投入和研究。尤其是废水排放标准的控制和环境方面的研究力度，所有项目中使用到的技术要综合评估他们的优与劣，无论是节水还是废水处理，都要选择合适的工艺，尽可能去推行那些可行性较高的技术，并制定技术规范，这才能够促进零化工企业的废水零排放技术发展。

(7)加大执法的力度

煤化工行业技术含量高、流程长，尤其是废水处理工艺比较复杂，企业在建厂初期要根据实际情况选择最优的工艺路线，确保其具有较高的污水处理能力，废水零排放工艺是煤化工企业发展的必经之路。执法力度的加强，可以进一步优化煤化工企业的废水零排放方案，国家要重视鼓励各大企业创新废水零排放方法，在提高水资源和废水排放收费标准的同时，制定一系列的优惠政策，比如通过财政和税收，让那些具有经济和实力的企业先进行试点。在企业的试验过程中，不仅要保证生产安全，同时也要进行环境保护。一方面要确保生产成果的低能耗和高效率，通过调整工艺参数，确保参数的分配能达到一种平衡的状态，这样可以保证废水的水质，从而实现废水的回收再利用。另一方面由于煤化工废水零排放主要体现在废水的晾晒和结晶，所以必须要注重所使用方法技术的是否合格，只有采取有效的处理方法，才可以避免发生二次环境污染。

6.结束语

通过全文的分析可以知道，目前我国针对煤化工废水零排放技术的研究和应用并不深入，无论是技术、经济还是环境、管理都存在着一些问题。所以必须要明晰废水质量特征，减少盐的添加，加大技术投入，通过考虑高能耗与高投资运行成本问题，明确企业合理的废水零排放方案，尽可能将污染限制在可控范围实现，通过规划的科学与合理促进管理因地制宜达到最优的环境效益。