新型煤化工廢水零排放技術(shù)問題與解決思路

白銀明

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200)

引 言

煤化工企業(yè)使用煤資源用于產(chǎn)品生產(chǎn)是其主要途徑，通過化學(xué)化工后讓煤進行轉(zhuǎn)化從而得到有效應(yīng)用。我國有著豐富的煤炭資源，因此煤化工產(chǎn)業(yè)也是工業(yè)建設(shè)的核心，企業(yè)生產(chǎn)運行時一些煤制化學(xué)品會有較多廢水且成分繁雜，一旦排入河流將對水體環(huán)境造成污染。同時，也不利于煤化工企業(yè)長久發(fā)展。

1 煤化工廢水類型與特征

1.1 有機廢水類型與特征

有機廢水包含地面沖洗水、雨水、化工設(shè)備廢水、氣化廢水等，有著較多的氨氮含量與COD。水質(zhì)和氣化溫度有關(guān)氣化廢水在有機廢水中占有較大比重。其中魯奇氣化作為中溫氣化技術(shù)，有著較高含量的氨氮，酚、氨氮回收預(yù)處理后依然有較大含量的COD與氨氮質(zhì)量濃度。殼牌粉煤加加壓氣候與德士古水煤漿加壓氣化等高溫氣化廢水成分較為單一，不同的氣化形式形成的廢水內(nèi)COD質(zhì)量濃度有明顯差異。不過氨氮質(zhì)量含量最高[1]。

1.2 含鹽廢水類型與特征

化學(xué)水站排水、循環(huán)排水全部為含鹽廢水，相比有機廢水，氨氮與COD含量較低。不過懸浮固體與總?cè)芙夤腆w含量較大。例如：COD循環(huán)排污水污染質(zhì)量濃度在80 mg/L、化學(xué)水站排水為50 mg/L；BOD循環(huán)排污水污染質(zhì)量濃度為20 mg/L，化學(xué)水站排水15 mg/L；SS循環(huán)排水污染質(zhì)量濃度在8 mg/L，化學(xué)水站排水為10 mg/L。

2 新型煤化工廢水處理技術(shù)

2.1 有機廢水處理技術(shù)

生化處理、深度處理、物化處理是有機廢水處理重要過程。第一，物化處理要求使用氣浮池與混凝沉淀池、隔油池。隔油池主要功能是排除油類物質(zhì)，中間間斷排放形式適用于不沉于池底不易上浮到外層的乳化物與皂化物。氣浮池主要功能為：排除密度較低的油類物質(zhì)與懸浮物。第二，生化處理方法包含缺氧-好氧脫氮技術(shù)、厭氧-缺氧-好氧技術(shù)、序批式活性污泥方法、氧化溝技術(shù)與生物移動床反應(yīng)器。其中，缺氧-好氧脫氮技術(shù)、厭氧-缺氧-好氧技術(shù)交錯運行中排出有機物與氮類化合物，序批式活性污泥方法能夠在相同反應(yīng)器中達到缺氧、好氧交錯運行，排出廢水內(nèi)有機物與氮類化合物，氧化溝技術(shù)能夠在溝內(nèi)各區(qū)域形成缺氧、好氧環(huán)境，從而達到硝化與反硝化效果[2]。生物移動床反應(yīng)器技術(shù)包含生物濾池與流化床不同特征，所以在廢水排放時不會發(fā)生濾池填料堵塞問題以及反沖洗操作，生物載體中的生物膜能夠讓該技術(shù)達到硝化與反硝化效果，實現(xiàn)脫氮目的。第三，深度處理過程中要求使用臭氧氧化、化學(xué)氧化與曝氣生物濾池、活性炭吸附。通過生化處理后的有機廢水，可生化性較低，臭氧氧化與化學(xué)氧化工藝經(jīng)過高級氧化技術(shù)處理，有助于提升廢水可生化效果。曝氣生物濾池技術(shù)可以把廢水內(nèi)殘留的COD與氨氮排除，活性炭吸附可以提升出水穩(wěn)定效果，避免出水水質(zhì)變化對后續(xù)膜處理的影響[3]。

2.2 含鹽廢水處理技術(shù)

新型煤化工企業(yè)處理含鹽濃度較大工藝技術(shù)分為：濃鹽水、高濃鹽水固化、低鹽廢水。首先，濃鹽水處理技術(shù)方法為有機械過濾與脫鈣、鎂技術(shù)與膜濃縮。把廢水內(nèi)SS膠體排除，避免后期處理形成結(jié)垢，這也是脫鈣、鎂技術(shù)功能作用，膜濃縮可以經(jīng)過濃縮鹽水的推動廢水回收使用率提升。其次，高濃鹽水固化技術(shù)主要利用廢水處理作為機械蒸發(fā)，機械蒸發(fā)則是通過蒸汽達到廢水內(nèi)鹽結(jié)晶。蒸發(fā)塘的功能是通過太陽能促進高濃度鹽水蒸發(fā)，從而達到結(jié)晶效果。

3 廢水零排放技術(shù)處理問題與方法

3.1 問題分析

3.1.1 成本投入

實踐研究，經(jīng)濟投入是新型煤化工企業(yè)廢水零排放技術(shù)主要影響要素，因為想要實現(xiàn)廢水零排放技術(shù)經(jīng)濟投入高、消耗量大。首先，零排放投資高，一些煤化工企業(yè)管理人員認(rèn)為，想要達到零排放首要條件就是充足的經(jīng)濟支持，單位處理范圍投資每天達到數(shù)萬元，而零排放污水處理是其幾倍之多。其次，成本高。單位污水直接成本約11元/t,項目整體成本在35元/t，超出市場上任何一個商品單價[4]。最后，零排放運行消耗大。新型煤化工企業(yè)在廢水零排放過程中，運行消耗量較多。

3.1.2 技術(shù)應(yīng)用

首先，廢水水質(zhì)波動性大。新型煤化工生產(chǎn)時，廢水水質(zhì)容易受到反應(yīng)溫度、壓力、煤質(zhì)影響，廢水尾端整治與回收也會受到制約。例如：碎煤加壓氣化廢水，COD該類廢水中波動性約在3倍之多，而煤直接液化形成廢水內(nèi)的COD活動范圍達到10倍以上。其次，氣化廢水處理困難，想要分解油類、酚、氨氮物質(zhì)具有一定困難，在碎煤加壓氣化廢水內(nèi)的濃度較高，造成氣化廢水處理難度較高。最后，有機物內(nèi)膜污染：污水回收時，一般進水內(nèi)含有較多有機物從而影響廢水零排放技術(shù)應(yīng)用。

3.2 處理方法

第一，增加排污成本。排污成本提升有助于企業(yè)提高對廢水處理問題的關(guān)注，推動企業(yè)加強對廢水處理的投入力度。第二，提升水價。現(xiàn)階段企業(yè)用水成本多為10元/t，使企業(yè)在主觀意識上想要實現(xiàn)廢水零排放。所以在合理范圍內(nèi)提升水價也是一種有效方法。第三，增加違法成本。目前，我國很多企業(yè)在排放廢水過程中并不符合要求，有效提升企業(yè)違法成本容易造成企業(yè)利用新鮮水成本超出廢水處理回收成本，處于經(jīng)濟效益上考量企業(yè)會更傾向于廢水處理技術(shù)研究中，從而達到廢水零排放。第四，想要實現(xiàn)廢水零排放還應(yīng)確保水處理階段的有效運用，提升有關(guān)技術(shù)分析，例如：鹽廢水最小化排放等問題調(diào)查。同時，對系統(tǒng)生產(chǎn)操作風(fēng)險展開評價，防止給生態(tài)環(huán)境帶來影響。第五，分析水質(zhì)特點。對核心過程應(yīng)分析具體水質(zhì)特征，煤化工水質(zhì)特征涵蓋反滲透特點與有機性。通過預(yù)先處理、生化處理有效提升水質(zhì)出水。對于毒害性、復(fù)雜物質(zhì)分解應(yīng)采取定量分析。比如：TDS離子更易添加額外的膜污染，分析子成分組成，對整合定型與定量綜合分析從而確定排放水質(zhì)的多樣化特點。第六，末端廢水處理。在末端整治時，適當(dāng)?shù)难由炝闩欧盘幚憝h(huán)節(jié)，保證末端優(yōu)質(zhì)處理。反滲透技術(shù)可以應(yīng)用在處理含鈣、鹽、鎂較高的煤化工廢水。建立穩(wěn)定有效的回用工藝，研發(fā)節(jié)能是新型聯(lián)用技術(shù)，提高整體處理效果[5]。

4 結(jié)語

解決社會環(huán)境問題已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急，煤化工企業(yè)應(yīng)給予高度重視，注重對廢水處理技術(shù)的詳細(xì)分析，結(jié)合具體狀況制定可行性方案，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。