煤化工废水零排放技术的现状与优化措施

张雨亭

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

0 引言

在煤化工企业生产过程中，围绕废水开展的零排放技术处理，不但契合我国政府倡导的绿色节能与环境保护基本要求，还能深度满足煤化工企业的长期稳定可持续经营发展需求[1-2]。鉴于此种背景，煤化工企业应当积极深入开展针对废水零排放技术方法的研究工作，遵照煤化工企业生产经营活动开展过程中的实际情况，持续调整优化废水零排放技术方法，确保废水零排放技术能够在具体运用过程中，发挥最佳效能。

1 煤化工废水概述

煤化工企业的生产活动，就是以煤炭作为原材料，运用某种化学加工技术方法，将煤炭转化处理成气体燃料、液体燃料、固体燃料以及其他化学物质。

煤化工生产技术主要涉及传统型煤化工生产技术与现代型煤化工生产技术两种类型。所谓传统型煤化工生产技术，主要包含煤焦化生产技术以及煤电石生产技术等；现代煤化工生产技术，主要是运用气化技术或者是液化技术将煤炭转化处理成种类多样的化工产品[3]。

在煤化工企业生产活动开展过程中，通常会形成种类多样且数量众多的废水，如煤液化废水以及煤气化废水等，只有采取适当措施做好废水的处理过程，才能降低煤化工企业生产活动过程对自然生态环境施加的影响，同时实现水资源的循环利用。

2 煤化工废水的产生与特点

煤化工企业生产活动过程包含数量众多的技术环节，如液化技术环节、气化技术环节、洗涤技术环节、冷凝技术环节以及分馏技术环节等，且上述技术环节在具体执行过程中，均会引致产生废水。

在煤化工企业生产经营过程中其实际产生的废水，主要涉及含盐废水与有机废水两种类型。含盐废水主要涉及脱盐水系统对外排放的污水以及循环水系统对外排放的污水。有机废水主要涉及煤气化生产过程产生的废水、生活污水以及化工综合废水等[4]。

含盐废水的主要特点，在于其含盐量相对较高且硬度较大，比如脱盐水系统对外排放污水的TDS 浓度参数介于2 500～3 500 mg/L 之间，其含盐量参介于300～15 000 mg/L 之间，且其中包含有数量较多的钠离子、氯离子等无机离子类物质[5]。高盐废水的含盐量、碱度相对较高，且硬度相对较高，其有机物含量相对较低，但是其内部包含的有机物成分在可生化性方面表现较差，通常需要对其单独开展回收处理。

有机废水在煤化工废水中占据的数量比例相对较大，其内部通常包含有数量较多的有机化学物、无机盐类以及氨氮类物质，降解处理过程难度极大。与此同时，在不同种类煤气化生产工艺运用过程中，产生的废水在水质表现通常会呈现出显著差异。

3 煤化工废水零排放技术应用现状

3.1 煤化工企业用水需求量较大

当前，受技术发展水平影响，我国煤化工企业每完成1 t 的煤化工产品生产制造过程，通常需要消耗8～12 t 的水，与此同时，由于我国绝大多数煤化工企业均处在偏远地区，水资源相对处在匮乏状态[6]。在此种情形下，即便是对实际产生的废水择取和运用恰当方法展开处置，也无法全面满足煤化工企业生产过程中对水资源的实际需求，需要采取适当措施展开改良。

3.2 未明确有机废水与含盐废水的特点

在引入运用废水零排放技术方法前，煤化工企业通常需要全面综合判断有机废水与含盐废水所具备的基本水质特点，开展分类处理。

当前，受复杂多样的主客观因素影响，我国绝大多数煤化工企业，尚未全面明确认识有机废水与含盐废水在水质特点层面的差异，未能制定科学完善的技术处理评价指标体系[7]。

例如，现阶段我国绝大多数煤化工企业均选择运用COD 指标和苯酚指标等多样化指标评价分析有机废水的处理质量，但是并未评估分析有机废水中的有色金属物质成分，以及有毒物质成分的处理质量。

3.3 废水零排放工艺实施过程中存在问题

在引入运用废水零排放技术方法过程中，部分煤化工企业投入的经济成本较高，其安装配置的技术设备在运行过程中的能源消耗也相对较高。

4 煤化工废水零排放技术工艺

4.1 有机废水处理工艺

现代煤化工企业生产经营过程中产生的有机废水，具备极其复杂的化学物质组成结构，导致废水零排放处理技术工艺在具体运用过程中需要面对较高水平的复杂性技术。

从有机废水处理的基本流程其通常同时包含物化处理环节、生化处理环节以及深度处理环节。在物化处理环节开展过程中，通常要利用隔油池筛除有机废水中包含的油脂类物质成分，并且利用中间间断排放工艺，将有机废水中包含的皂化物质和乳化物质彻底剔除。与此同时，还要通过气浮池，完全彻底筛除有机废水中包含的悬浮物成分和密度相对较轻的油类物成分[8]。

在生化处理环节开展过程中，煤化工企业通过使用厌氧-缺氧-好氧处理工艺、缺氧-好氧脱氮工艺以及生物移动床反应器等对煤化工有机废水开展生化处理，在具体运用各类处理工艺过程中，需要严格做好氧气供应的控制干预。

4.2 含盐废水处理工艺

煤化工企业通过对混凝沉淀处理工艺、过滤处理工艺、超滤处理工艺以及反渗透处理工艺的运用，对低浓度含盐废水开展处理，彻底剔除含盐废水中包含的胶体物质和SS 物质。

高浓度含盐废水展开处理过程中，可以选择运用镁技术与膜浓缩、机械过滤与脱钙等技术工艺。

5 煤化工废水零排放技术的优化

5.1 设置第二水源

煤化工企业生产过程中对淡水资源提出的使用需求数量相对较多，因此，不但需要使用自来水资源，还需要全面综合使用矿井水、地下水以及废水等种类多样的水资源，实现水资源的循环利用。

煤化工企业可以对厂址附近区域的矿井水开发利用，矿井水的体量规模较大且水资源实际具备的清洁程度比较高，因此煤化工企业可以尝试开发利用高矿化度矿井水、高铁锰矿井水与高浊度矿井水，并将不同类型的矿井水资源整合在一起，为煤化工生产活动提供数量更加充足的水资源支持保障[9]。

5.2 进一步分析有机废水与含盐废水的特点

为切实增强出水水质的稳定性、提升废水处理总体质量，煤化工企业应持续深入分析有机废水与含盐废水的基本水质特点，恰当选择运用废水处理技术工艺。

5.3 贯彻落实零排放处理理念

在开展二级反渗透处理环节过程中，通常极其容易产生钙离子、镁离子以及硅离子，客观上不仅会污染反渗透膜材料，也会加大去硅难度。因此，煤化工企业需要深入研究一级反渗透浓盐水当中包含的硅离子，综合分析其化学机理，将脱钙、脱镁以及脱硅工艺结合起来加以运用，从而优化二级反渗透工艺，降低二级反渗透处置环节的成本，增强二级反渗透环节的总体稳定性，提高含盐废水的处理质量。

5.4 增强废水处理系统的稳定性

要采取多元措施，持续调整提升废水处理系统的运行过程稳定性。一些煤化工企业生产设备的运行负荷都处于饱和状态，甚至有很多生产设备处于超负荷运行状态，这不仅增加了系统运行的安全隐患，也加大了废水排放量。同时，煤化工废水处理会受到进水水质、池容以及曝气时间等因素的影响，如果实际水量负荷一直大于设计水量负荷，将会降低生化处理系统的处理能力，导致出水水质不符合要求，甚至会导致污泥膨胀。因此，煤化工企业需要做好生产设备的运行负荷控制工作，并将循环冷却水排污以及蒸汽冷凝液排污与清净下水系统结合起来，控制末端系统的水量[10]。

煤化工废水处理系统会受到进水水质的影响，而进水当中的COD 等污染物的浓度比设计浓度要高，生化系统当中的碳氮磷存在比例失衡等问题，所以出水水质不符合要求。因此，煤化工企业需要在废水处理系统当中设置预处理装置，控制进水的氨氮总量，并对进水进行全面检测。如果进水当中的营养物质比例不协调，就需要人为施加一些碳源，增强比例的平衡性。

同时，要完善预处理系统，要结合客观实际情况，持续调整完善预处理系统的各项使用功能。

6 结语

综合梳理现有研究成果可知，煤化工企业想要在生产经营业务活动中顺利获取到最优的经济效益和社会效益，必须择取有效措施做好针对废水的处置环节。