煤化工廢水處理中的“零排放”技術應用研究

侯文杰，張 彤

(陜西煤業(yè)化工技術研究院有限責任公司，陜西 西安 710070)

我國的能源發(fā)展格局表現(xiàn)為“富煤、貧油、少氣”，煤化工產業(yè)的迅速發(fā)展正是基于這種資源稟賦，與此同時伴隨煤化工行業(yè)衍生出的水污染問題也日益突出。要實現(xiàn)國家和社會的長遠發(fā)展，污水處理就必須保持高度重視，并通過先進的環(huán)保技術實現(xiàn)工業(yè)廢水零排放。在通過煤化工帶動地方經濟發(fā)展的同時，保護區(qū)域水資源和生態(tài)環(huán)境不受侵害。

1 煤化工廢水簡介及現(xiàn)狀

煤化工廢水是指將煤經化學加工轉化為能源或者化學品的過程中產生的廢水。煤化工廢水的處理按照不同污染物類型劃分并進行處理稱為分類處理，按照水質情況進行處理則是分質處理，“零排放”技術便是基于這二者來實現(xiàn)污水處理。

煤化工廢水從形成原因和物質成分上可分成兩類，第一類廢水主要來自于生產過程中的循環(huán)水排水、化學水站排水、除鹽水排水、反滲透濃水，這些污水的含鹽量較高，對水質會造成極大的負面影響，所以稱之為含鹽污水。第二類廢水則是在氣化、化工裝置排水、地面沖洗等過程中產生，這類廢水中的污染物質以COD和氨氮為主，雖然含鹽量不像第一類廢水那么高，但是成分更加復雜，降解難度更高，對環(huán)境的破壞性也更大，由于這類廢水的有機物含量多，因此稱為有機廢水，有機廢水又由于成分不同，分成氣化廢水和化工裝置廢水等子類別。在含鹽污水和有機廢水這兩種廢水中，有機廢水更難處理。

有機廢水由于形成形式多樣，組成也非常復雜，含有酚類、焦油等難降解的物質以及氨氮等毒性較高的元素。相比起國外，我國的酚氨回收效率并不是很高，即使經過處理的有機廢水，氨氮和COD濃度依然超過了規(guī)定的300 mg/L，仍然有嚴重的環(huán)境破壞性，不僅如此，因為廢水中存在大量的雜環(huán)化合物、多環(huán)芳香族化合物和酚類化合物，這些有機污染物的存在也進一步加大了廢水的降解難度[1]。

2 “零排放”技術的應用與難點

“零排放”技術最早用于火力發(fā)電，它的原理是對工廠的新鮮水利用率和浪費量進行控制，在保證最小程度的新鮮水利用和浪費的前提下將用水指標規(guī)范化、體系化，通過這樣的方式，污水的集中處理量就可以降低到最低的范圍內，從而方便處理人員對廢水進行分質合理回用，實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的耦合優(yōu)化[2]。

2.1 有機廢水的處理

有機污水由于成分復雜，處理難度較高，所以不會一次性處理完成，一般是通過三個環(huán)節(jié)進行處理。首先是預處理，預處理是指對污水用隔油、氣浮、沉淀的方式進行初步處理，然后再進入生化處理。生化處理需要工作人員先對廢水的水質情況還有工廠所在地以及污水處理地進行綜合考察，結合實際情況設計處理工藝，根據(jù)具體情形處理的工藝有所不同，目前一般使用A/O或多級A/O、SBR、CAST、氧化溝等多種組合工藝。在進行生化處理后，污水處理便進入了最后一步，即深度處理。深度處理的處理時間長，且處理技術要求高，處理人員在對有機廢水進行處理時，需要將高級氧化技術和曝氣生物濾池相結合以此達到降解廢水雜質的效果。當這些環(huán)節(jié)都完成之后，有機廢水中的硫、氧、氮等雜環(huán)化合物已經得到了清除，此時的有機廢水可視為低含鹽污水，因此可采用含鹽污水的處理工藝進行除鹽操作。

2.2 含鹽污水的處理

含鹽污水是指含有大量鹽類物質的水體，有機廢水在經過深度處理后可視為含鹽污水，不過其鹽類物質含量不如循環(huán)水排水、洗滌廢水等煤化工作業(yè)直接生成的污水高。因為含鹽污水的鹽分濃度不一，所以在具體的處理工藝選擇上有很大的差別。對于含鹽量低的污水，一般采取雙膜法，即以“超濾+反滲透”為主的處理工藝。雙膜法處理過的含鹽污水水質較純凈，可以直接用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水，通常處理后的廢水 COD 可以達到10 mg/L以下，氨氮5 mg/L以下，不過這種方法的回收率不高，如果廢水的鹽類物質或者有機物含量高則不適用。高鹽廢水的有效處理是實現(xiàn)“零排放”的關鍵，目前實踐已采用的高濃鹽水處置方案主要有蒸發(fā)塘和蒸發(fā)結晶兩種技術。蒸發(fā)塘由于騰格里沙漠排污事件引起較大的社會反應已不再適合，目前高含鹽廢水可通過蒸發(fā)結晶進一步回收水分，生產結晶鹽，實現(xiàn)對工業(yè)廢水的最大限度回收利用。

2.3 “零排放”技術的應用問題

盡管“零排放”技術的污水處理效率顯著，但問題也同樣明顯，由于其處理環(huán)節(jié)較多，這使得“零排放”技術面臨的阻礙因素也多，比如對有機污水的處理，盡管經歷了預處理、生化處理和深度處理，但所獲得的污水依然存在雜質，沒法直接作為循環(huán)再生水回收，因此完成有機廢水的處理之后，處理人員還必須按含鹽污水處理工藝再進行一次處理。

而在除鹽過程中，過高的鹽分含量會使得廢水帶有強烈的腐蝕性，管道如果長時間流通含鹽污水，則會發(fā)生阻塞，造成設備的使用周期和壽命大大縮短。所以在使用“零排放”技術進行污水處理時，企業(yè)需要投入非常高的設備成本來維持污水處理的持續(xù)運轉，對于企業(yè)而言，這顯然是巨大的經濟負擔。并且，要建立完善的“零排放”處理系統(tǒng)需要配套大量的裝置設備，對技術人員的操作要求也比較高，這也是為何“零排放”技術盡管具有良好的污水處理效果，卻始終難以在煤化工企業(yè)中得到推廣和應用的原因[3]。

3 加強“零排放”技術在煤化工污水處理過程中推廣應用的建議

受到資金、技術等多方面因素的影響，盡管“零排放”技術可以在煤化工污水處理過程中起到良好的處理效果，為當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境提供有效的保護，但是國內很大一部分煤化工企業(yè)依然不愿意采用“零排放”技術進行污水處理，反而繼續(xù)沿用傳統(tǒng)污水處理工藝，這也導致了一些地方的煤化工企業(yè)排放污水經常不達標，無法有效回收利用廢水。要規(guī)避這一問題，一方面環(huán)保工作者要加大 “綠色經濟”的宣傳和推廣，行政部門也要對轄區(qū)內的煤化工企業(yè)進行環(huán)保普及教育，使其熟悉和掌握國家的環(huán)保政策，綠化政策等。行政單位可對采用“零排放”技術的煤化工企業(yè)給予資金或者政策上的支持，如鼓勵銀行等金融機構提升對采用“零排放”技術的煤化工企業(yè)的貸款額度，減輕其資金壓力，同時加強企業(yè)使用“零排放”技術的動力，實現(xiàn)生態(tài)文明的健康發(fā)展。另一方面，煤化工企業(yè)自身也需要加大對“零排放”技術的資金投入以及對結晶工藝、膜濃縮工藝等技術的鉆研，同時積極吸收一些技術能力較強的優(yōu)秀人才，加強自身的廢水處理能力，減少環(huán)境污染。

4 結語

煤化工行業(yè)是我國能源領域的重要支柱性產業(yè)，因此出于經濟發(fā)展的需要，必須鼓勵和扶持煤化工行業(yè)的發(fā)展，但是煤化工行業(yè)所帶來的污染問題又必須督促其盡早建設良好的污水處理系統(tǒng)。在當下，我國的煤化工項目分布范圍相當廣泛，對水資源的高效利用需求也非常迫切，“零排放”技術是目前最適合的污水處理技術，因此各地廠家要根據(jù)本地區(qū)的水資源情況以及污水處理情況對“零排放”技術進行深入徹底的研究，早日落實以“零排放”技術為基礎的污水處理體系，增強對地區(qū)水資源的保護。