煤化工項目節(jié)水措施淺談

孫貴軍

【摘 要】國內(nèi)正在運行的煤化體工項目普遍存在耗水量大、水務(wù)管理水平低、污染嚴重等問題。因此，本文針對煤化工產(chǎn)業(yè)實際項目情況，提出煤化工行業(yè)相對技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的節(jié)水及水處理的技術(shù)路線及建議，對于規(guī)避煤化工項目投資運營風(fēng)險，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

【主題詞】煤化工 節(jié)水 措施

【中圖分類號】S274.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0345-02

一、前 言

我國是煤炭資源大國，水資源又遠低于世界平均水平。煤炭資源分布與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平、消費水平極不適應(yīng)，與水資源呈逆向分布，貯量豐富地區(qū)大多位于北方缺水干旱地區(qū)，我國煤炭產(chǎn)地人均水資源占有量和單位國土面積水資源保有量，僅為全國平均水平的十分之一，生態(tài)環(huán)境嚴重制約煤炭資源的開發(fā)。現(xiàn)代大型煤化工企業(yè)項目投資大，每年的耗水量達數(shù)千萬噸，相應(yīng)的污水凈化工程處理難度高投資大，單筆合同金額達數(shù)千萬元甚至過億元。開發(fā)出高效、經(jīng)濟、適用的污水凈化工程技術(shù)與工藝，對煤化工行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排具有戰(zhàn)略性的意義。

二、化工常用的節(jié)水措施

目前國內(nèi)煤化工項目主要從以下方面采取節(jié)水措施：源頭控制，凝結(jié)水回收，優(yōu)化用水排水系統(tǒng)，污水資源化四個方面。

三、存在的問題

1、沒有做到清污分流、污污分治。清污分流不徹底造成污水處理場進水量大，或出水不合格。污污分治不合理造成污水部分指標不達標，影響污水同用。

2、缺乏必要的預(yù)處理。煤化工企業(yè)污水水量大，污染物成分復(fù)雜，水質(zhì)水量波動較大，而污水處理工藝對污水污染負荷的承受能力有一定的限度，所以，必須對污水進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。

3、缺乏對高濃度和難生物降解污水的處理措施。煤化工企業(yè)污染物的成分復(fù)雜，有些污水具有污染物濃度高或難降解等特點，處理難度較大，如Lurgi氣化污水等。

4、污水處理自動化程度較低。煤化工企業(yè)污水處理場多數(shù)不能對一些主要指標進行自動檢測、自動調(diào)節(jié)，檢測手段和項目有限，污水處理工藝、裝置的運行參數(shù)不能隨時掌握，造成其處理效率不能得到最佳發(fā)揮，處理水平低，能耗高。

5、設(shè)備老化、管理不嚴。在某些化工企業(yè).由于明漏、暗漏等現(xiàn)象，造成生產(chǎn)用水嚴重流失，產(chǎn)生的無效供水量很大。據(jù)統(tǒng)計，有的企業(yè)漏失水量達到企業(yè)總?cè)∷康?0%以上。某些企業(yè)由于缺少計量設(shè)備、計量手段不健全以及計量失真等，造成很大的計量誤差，水計量表一級表配置率、二級表和三級表計量率均未達到國家標準GB/T 17167--1997的規(guī)定。另外，企業(yè)節(jié)水工作缺乏有效的綜合協(xié)調(diào)、統(tǒng)一管理與嚴格的指標考核，尚未建立激勵和約束機制，以及規(guī)范化、標準化用水節(jié)水管理體系。

四、煤化工節(jié)水措施建議

根據(jù)對國內(nèi)主要煤化工企業(yè)和大型石化企業(yè)的水資源循環(huán)利用、污水排放和環(huán)保化處理情況調(diào)研，通過分析研究，對煤化工特別是煤氣化產(chǎn)業(yè)鏈的原料煤質(zhì)和原水特點、耗水指標、節(jié)水措施及效果、水處理工藝及運行狀況、污水排放、污水處理、污水回用有了更確切的掌握和理解，對煤化工節(jié)水及水處理應(yīng)用技術(shù)的未來發(fā)展趨勢有了更深刻的認識和認知，得出了初步結(jié)論，也有了初步建議。

1、水處理系統(tǒng)設(shè)置

對于煤化工給水處理系統(tǒng)設(shè)置，建議設(shè)置原水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、脫鹽水處理系統(tǒng)（包括鍋爐給水處理系統(tǒng)）和冷凝液精制處理系統(tǒng)。在項目實施時，要充分考慮開車調(diào)試期間的非正常用水量。由于發(fā)生在項目建設(shè)初期，用水量較大，且此時各工藝裝置、尤其是回用水裝置不可能正常投用，用水量屬于本項目一次性的用水，故工程設(shè)計中需要充分考慮此時的一次水供水能力。

2、控制源頭

⑴、采用能耗低的工藝和設(shè)備。比如，在一個經(jīng)濟合理的溫度臨界點上盡可能采用空冷技術(shù)冷卻工藝流體，從而盡可能減少循環(huán)冷卻水用量；蒸汽汽輪機的凝汽和部分工藝冷卻由循環(huán)水冷改為空氣冷卻，減少了循環(huán)水的補充水量，節(jié)約了用水；變換用低水氣比工藝技術(shù)，降低了蒸汽補入量，相應(yīng)減少了鍋爐排污量，減少工藝用水汽量，節(jié)約了用水，并減少了工藝冷凝液處理量，及其汽提用蒸汽量，節(jié)水；循環(huán)水系統(tǒng)合理采用空冷技術(shù)，節(jié)約用水。

⑵、提高水的循環(huán)利用減少污水排放。從工藝上和設(shè)備上等減少對各種用水的污染，減少污水量，降低水耗。加強各裝置進出物料特別是水質(zhì)分析，提高水的內(nèi)部循環(huán)利用率。

3、凝結(jié)水回收

做好全廠蒸汽凝液、工藝凝液均回收利用，通過凝液精制單元處理后作為鍋爐補充水或工藝除鹽水。凝結(jié)水回收是化工企業(yè)節(jié)水減排的重要措施，在節(jié)約高品質(zhì)脫鹽水的同時可回收利用熱能，效益較好。凝結(jié)水的回收原則是分質(zhì)、分級、充分利用熱量。

4、利用水夾點技術(shù)優(yōu)化用水排水系統(tǒng)

通過對工廠各單元的用水和排水的水質(zhì)、水量分析，通過綜合平衡，將一個工序的排水作為其他工序的進水，最大限度地實現(xiàn)水的串級使用和多次利用，形成閉路循環(huán)，直接減少污水排放量。污水排放系統(tǒng)，務(wù)必考慮試車、開工不正常、事故狀態(tài)下、污水處理系統(tǒng)運行不正常等特殊工況的污水去向。要設(shè)置事故池并充分考慮其容量，同時要有足夠容量的氧化塘，確保可達標排放暫又不能回用時的污水去向。

5、污水資源化

⑴、實行清污分流

實行清污分流。比如將經(jīng)過中和后的化學(xué)水系統(tǒng)正洗和反洗水、循環(huán)水系統(tǒng)的非事故排水、后期雨水、部分試壓水、球罐夏季噴淋水等作為清凈下水排放，減輕污水處理場的水力負荷，也有利于進行深度處理回用。

⑵、實施污污分治

煤化工綜合污水，特別是采用Lurgi氣化工藝的煤化企業(yè)，COD可達5000mg/L、氨氮在200～500mg/L，是一種典型含有較難降解有機化合物的工業(yè)污水。污水中的易降解有機物主要是酚類和苯類化合物。煤化工污水經(jīng)生化處理后還殘留各種生色基團和助色基團物質(zhì)，因而色度和濁度較高。目前國內(nèi)大多數(shù)煤化工企業(yè)所采用的常規(guī)“物化預(yù)處理+生化處理”方法，處理后排水難以達到國家或地方排放標準。應(yīng)作為煤化工污水重點進行研究。

⑶、提高循環(huán)水的處理水平，減少排污和新鮮水補充量

提高循環(huán)水的處理水平，減少排污和新鮮水補充量。循環(huán)冷卻水占工業(yè)用水量的70%，節(jié)水減排，循環(huán)冷卻水大有潛力可挖。適當(dāng)合理地提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，可以降低補充水量，節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)用水成本；還可以降低污水排量，減少環(huán)境污染和污水處理量。

⑷、污水深度處理

對污水進行深度處理，從而更大程度地將處理后的出水回用于生產(chǎn)系統(tǒng)，提高工業(yè)水的利用效率。目前化工企業(yè)已經(jīng)廣泛采用了達標污水適度處理回用技術(shù)，對優(yōu)質(zhì)的達標污水進行過濾、殺菌后回用于循環(huán)水系統(tǒng)做補充水，甚至作為鍋爐補充水。

⑸、建設(shè)雨水收集池和事故消防水池

雨水收集池，用于收集開車調(diào)試期間的清凈排水，以及正常運行中的清凈雨水收集。事故消防水池，用于收集儲存開車調(diào)試期間的污染排水，以及運行中的事故消防排水和物料。

6、污水“零排放”

為實現(xiàn)污水“零排放”，對回用水站的濃鹽水做進一步的提濃處理，采用先進的膜處理和多效蒸發(fā)技術(shù)、結(jié)晶工藝，提高水的回收率。

五、體會

低碳和循環(huán)經(jīng)濟要求各化工企業(yè)，務(wù)必加強節(jié)水措施和污水回用，以滿足日趨嚴格的排放標準和節(jié)水減排的需要。項目業(yè)主要高度重視水系統(tǒng)項目的技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)計選擇和建設(shè)；加強這個系統(tǒng)的運行管理；水系統(tǒng)要充分考慮非正常情況下的措施；循環(huán)水系統(tǒng)要采用適宜的節(jié)水、水處理技術(shù)，提高濃縮倍數(shù)；各生產(chǎn)裝置排水，實行“清污分流，污污分流”，有利于污水處理場根據(jù)不同水質(zhì)，進行分類處理，最大限度實現(xiàn)中水回用等。