煤化工废水零排放的制约性问题_童莉
试论新型煤化工废水零排放技术问题及解决对策
试论新型煤化工废水零排放技术问题及解决对策随着我国经济的发展和能源需求的增加，煤炭化工产业已经成为我国能源和化工行业的重要组成部分。
随之而来的是煤化工废水处理问题，特别是新型煤化工废水的处理难度较大，零排放更是一项技术难题。
本文将就新型煤化工废水零排放技术问题进行探讨，并提出解决对策。
一、新型煤化工废水的特点新型煤化工废水是指通过煤化工生产过程中产生的废水，其特点主要表现在以下几个方面：1. 复杂的组成新型煤化工废水中含有多种有机物和无机物，如苯、酚、甲醛等有机物和硫化物、氨氮等无机物，含有的物质种类繁多，使得废水的处理难度较大。
2. 高浓度的污染物新型煤化工废水中的有机物和无机物浓度高，处理起来会对传统的生物处理技术造成困难。
3. 难降解新型煤化工废水中的有机物大多难以降解，使得处理过程中的处理周期延长，处理成本增加。
4. 高毒性新型煤化工废水中的有机物和无机物大多具有毒性和腐蚀性，处理过程中会对设备和人员造成危害。
二、新型煤化工废水零排放技术问题针对新型煤化工废水的特点，要实现零排放需要克服以下几个技术难题：1. 高浓度有机物处理技术新型煤化工废水中的有机物浓度高，处理技术需要能够有效去除高浓度有机物，降低废水中的有机物含量。
3. 废水资源化利用技术实现废水零排放的一个重要途径是将废水中的有用成分进行资源化利用，目前技术上还存在较大难题。
4. 废水处理成本问题新型煤化工废水的处理成本相对较高，如何降低处理成本，提高废水处理效率是一个亟待解决的问题。
三、解决技术难题的对策1. 开发高效的废水处理技术目前，一些高效的物理化学处理技术，如超滤、反渗透、电化学处理等已经开始在废水处理领域得到应用。
这些技术在去除高浓度有机物和难降解有机物方面效果明显，可在新型煤化工废水处理中得到应用。
利用生物技术、化学技术等手段，开发废水中有价值成分的提取和回收技术，实现资源化利用，减少废水排放，是未来的发展方向。
3. 加大科研投入，开发新型技术政府和企业应加大对废水处理技术的研发投入，推动新型煤化工废水零排放技术的研究和开发，促进废水处理技术的创新和突破。
煤化工废水零排放技术要点及问题的处理
煤化工废水零排放技术要点及问题的处理摘要：水是生命之源，水质量的高低与人们的身体健康有着紧密的联系。
煤化工建设不断加快，其中煤化工废水处理是煤化工建设最重要的环节和组成部分。
煤化工废水处理在环境保护中扮演着重要角色，占据着关键位置。
为了进一步提升环境质量，我国提高了对于煤化工废水的处理力度。
人们应加强对其的关注与重视，对煤化工废水处理在环境保护工程中的重要性进行分析，以促进我国环境保护工程的有序发展。
1 煤化工废水处理技术设计以某煤化工企业为例，企业建立了当地煤化工废水零排放项目。
水处理单位考察了该煤化工企业，并根据企业的实际情况选择了膜分盐浓缩技术以及分质结晶技术完成对废水的处理。
在试验阶段，水处理单位将企业的部分生产车间用于改造中，将废水采用膜浓缩处理技术后，对剩余的浓水利用分盐结晶单元加以处理，使产出水可以达到生产回收的要求，并且分离出来的硫酸钠晶体以及氯化钠晶体等，均可以达到煤化工副产工业盐的基本要求，促使资源得到高效回收与利用。
同时在处理过程中可将纯净水收集起来用于其他项目的使用。
若将该处理技术用于该煤化工企业的全套废水处理中，可以有效解决当地的废水问题，同时还可以为当地提供更多的水资源，为保护当地生态提供一份力量，并且该项目具有良好的发展前景，将会成为企业的特色，最终为企业经济效益的提高发挥作用。
2 零排放技术在煤化工废水处理中的应用思考2.1 煤化行业废水零排放应用思路1）通过节水来提高对水资源的利用。
通过减少水资源的使用以及将废水和废水加工处理后进行重复利用未达到节约水资源的目的。
2）采用废水处理技术。
将浓度超标的废水采用不同的工艺处理后加工为浓缩液并存放在固定的区域，避免排放到周边居民生活区或者生态环境中。
例如高盐废水，经过浓缩处理后成为固体或者浓缩液,不再以废水的形式进行排放。
2.2 零排放技术在煤化工废水处理中的强化措施2.2.1 水质受影响企业经营者都想用较低的成本换取更大的效益，为了实现高效低能生产，需要根据废水处理要求进行多方面的调整，从而达到理想效果。
试论新型煤化工废水零排放技术问题及解决对策
试论新型煤化工废水零排放技术问题及解决对策新型煤化工产业是目前我国发展的新兴产业之一，但其废水排放量巨大，给环境带来了极大的压力与危害。
因此，如何实现新型煤化工废水零排放是目前急需解决的技术问题之一。
本文将介绍新型煤化工废水零排放技术问题及解决对策。
一、新型煤化工废水排放现状新型煤化工产业是我国发展的新兴产业之一，废水排放量巨大，远远超过传统工业的废水排放量，污染区域广、污染物复杂、难度很大。
其主要排放物包括高浓度的COD、尿素、铵盐、磷酸盐等。
据有关部门调查数据显示，目前我国新型煤化工废水的排放总量大约是传统化工废水的十倍以上，其中绝大部分没有经过有效治理而直接排入污水管网，对环境造成了极大的危害。
1.新型煤化工废水水质复杂新型煤化工废水中的化学物质种类多，浓度高，难以有效地进行处理。
由于新型煤化工废水中的有机物和无机盐的浓度都比较高，导致传统的废水处理方法难以做到零排放。
2.新型煤化工废水处理技术相对落后目前，新型煤化工废水处理技术相对落后，没有专门针对其水质特点的处理工艺和设备。
因此，废水处理过程中习惯采用常规的处理方法，如生化处理、物理化学处理等，效果并不理想，很难做到零排放。
3.废水治理成本偏高新型煤化工废水排放量巨大，对废水的处理要求较高，涉及到大量的技术和人力资源，需要大量的投入。
因此，废水治理成本偏高，很难降低成本，做到零排放。
1.技术升级针对新型煤化工废水种类繁多、浓度高、难处理等问题，需要进行技术升级，采取新型废水处理工艺和设备进行处理。
例如，可以采用纳滤、反渗透、超滤等高新技术，充分利用膜分离技术的高效性、能耗低的优点，对新型煤化工废水进行处理。
2.加强监管要实现新型煤化工废水零排放，要加强政府的监管力度，强制执行环境污染防治法和相关法律法规，对违规排放的企业进行惩罚，让企业充分意识到生产过程中对环境造成污染的严重后果，树立环境保护意识。
3.合理利用废水新型煤化工废水中富含高浓度COD，如果能对废水进行科学利用，将会发挥很大的经济价值。
新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路 (2)
新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路煤化工是我国工业领域必不可少的重要组成部分，主要取决于我国“多煤少油缺气”的能源结构。
随着我国工业大发展，近十年来以大型空分及煤气化为技术核心的新型煤化工得到了快速发展。
虽然新型煤化工较传统煤化工在环境保护上已有很大提升，但新型煤化工由其最基本工艺决定了它还是一种高耗水产业。
所以我国如果新型煤化工需要进一步长足发展，达到环境友好目标，一定要走水资源循环高效利用道路，特别是中西部水资源缺乏地区，新型煤化工要生存，必定要实现水资源高效利用，进一步提高企业对于废水的處理效率，最终实现零排放。
标签：煤化工企业；废水零排放；技术问题；解决思路我国作为一个煤矿资源储备丰富的国家，在石油以及天然气的供应量无法满足我国实际的社会需求的条件下，以大型空分及煤气化为技术核心的新型煤化工快速发展起来了，成为我国能源供应侧的一条支柱性产业。
所有新型煤化工企业在实际生产过程中，都会产生大量的废水，并且由于煤化工系统繁杂，生产过程中的废水源较多，各种废水所含成份复杂，如果没有进行有效地、系统的处理，就很难达到达标排放，更不可能实现污水零排放，必将会对整个化工企业周围的环境造成极大的破坏。
本文主要是笔者过几年结核多家新型煤化工污水处理情况及自己公司污水处理系统的运行情况提出的煤化工行业零排放技术问题及解决思路提出意见，供相关从业人员参考：一、煤化工企业实际废水处理工作中的主要技术问题（一）生产废水来源复杂，成份差异很大就我国目前大部分新型煤化工企业的生产模式而言，最大量的废水主要来自于气化灰水、各装置清洗废水、循环水排污废水、脱盐水站废水、净水站废水、等，各废水中所含成份相差很大，工艺上不可能统一处理。
其中气化灰水COD 、NH3-N浓度高；循环水站、脱盐水站废水盐份高。
为了能针对性处理不同废水，合理利用装置规模，必须将各类废水分类收集，特别是各装置冲洗水，初期雨水等水量不大，成份变化快，处理不合理将可能打破整个水平衡，因此宜集中储存，根据成份不同，逐步消化。
煤化工废水零排放技术要点及问题的处理
煤化工废水零排放技术要点及问题的处理摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。
：当前我国的化工领域在生产工艺的改进下显著提升了生产效率，与此同时行业也高度关注节能降耗以及环境保护问题，减少化工生产中的废水排放，积极推动行业的绿色发展已成必然。
实践表明，煤制油煤化工生产废水零排放具有可行性，在实施过程中关键在于处理技术的选择，实现水资源与生态环境的有效保护。
本文就煤化工废水零排放技术要点及问题的处理展开探讨。
关键词：煤化工；废水类型；废水治理；零排放引言传统煤化工生产领域中，高消耗高污染是制约企业发展的突出问题。
近年来，国家环保政策日益收紧，2020年，我国提出了双碳目标。
煤化工企业的发展需要从高能耗高污染的阶段向清洁型节能型的方向转变。
由于煤化工生产中产生的污水成分复杂，包括煤焦化废水、气化废水、液化废水等，给煤化工废水治理增加了难度。
在大力提倡节能减排理念的新形势下，煤化工企业必须加快技术创新，采用合理有效的工艺方法实现节能环保治理目标。
为此，对煤化工废水零排放技术进行分析研究十分重要。
1废水处理工艺简述首先，在氯化钠结晶单元增加了除硅系统，通过投加镁剂的方式去除浓盐水中的二氧化硅，以保护后续高压反渗透、MVR和氯化钠蒸发结晶系统免受二氧化硅结垢的风险，确保系统运行的稳定性和可靠性。
除硅系统主要包括加药、絮凝沉淀、砂滤、超滤和污泥脱水模块。
其次，在硫酸钠结晶单元增加了纳滤Ⅱ系统，将冷冻母液经纳滤Ⅱ继续处理，一方面利用纳滤膜的道南效应使得氯离子尽可能地进入纳滤产水侧，并回流至前端纳滤继续分盐处理，并最终以氯化钠结晶盐的形式产出，增加氯化钠产量；另一方面通过纳滤膜的浓缩作用减少冷冻母液量，从而降低杂盐蒸发结晶器的处理规模，降低投资和运行成本；再一方面通过纳滤浓水的回流作用增加硫酸钠的产量，进一步降低最终的杂盐量。
最后，在硫酸钠结晶单元增加了高级氧化系统，将冷冻母液中的有机物进行去除。
新型煤化工废水零排放技术存在的问题与解决思路
新型煤化工废水零排放技术存在的问题与解决思路发布时间：2022-03-10T02:46:27.781Z 来源：《新型城镇化》2022年3期作者：谢志昆[导读] 零排放技术指的是工业企业在生产中不断向周围环境排出废水时，将废水中的无机盐和有机物进行回收再利用。
伊犁川宁生物技术股份有限公司新疆伊犁 835000摘要：在传统的煤化工过程生产中，主要是以合成氨为主，煤气化产生的产品是醇醚燃料。
而煤液化、煤气化至烯烃属于新型煤化工领域。
在煤化工生产过程中会产生大量废水，主要包括煤焦化废水、煤气化废水以及煤液化废水。
在我国煤化工生产过程中，必须采用有效的废水零排放处理技术，才能够降低煤化工生产过程中废水对生态环境产生的污染，提高企业的生产效益。
关键词：新型煤化工；废水；零排放技术；问题；解决思路1零排放技术的概述零排放技术指的是工业企业在生产中不断向周围环境排出废水时，将废水中的无机盐和有机物进行回收再利用。
即先进行浓缩或者经过过滤机进行过滤后，将这些物质进行回收再利用，再将剩余部分水排入环境中，对于这部分有机物和盐类经过浓缩蒸发结晶后形成结晶物质，再进行排放或填埋，一部分污染物还能成为化工原料回收再利用，实现对煤化工企业周围的环境保护，降低污染。
这种技术可以实现污染物的结晶转移，进而进入环境内部以实现物质的循环使用。
这种工艺的一层含义是指将污染物进行降排、减排，实现污染物零排放，另一层含义则是指将其中产生的污染物进行再利用，实现物质资源的回收再使用。
在煤化工的生产领域，零污染排放工艺主要是针对煤化工生产过程中污水的治理，将污染物和能源浪费排放降低到零排放水平，因而可以从两个方面进行入手来减小污染，一方面是加强技术水平的提高以求污染物的高效处理，减小在污水中污染物的含量；第二个方面就是可以从污水的处理和排放技术上入手，从切断污染源的角度实现污水中间排放过程的净化，对于其中的污染物质可以进行资源的再回收使用，从而实现资源的自我消化利用。
我国煤化工废水零排放难点与分质分盐技术的瓶颈分析
杂环类
并吡喃
4,6-二甲基-2,3-2H-苯并
呋喃
2,5-二甲酰基呋喃
苯甲酸 邻苯二甲酸 4a,9a-亚甲基-9H-芴 2,6-双(1,1二甲基乙基)萘 2-甲基-1-萘酚
苯二羧酸 对二甲苯
4-甲基-3-苯基-吡唑
羧酸类（甲酸、丙酸、丁酸、戊酸等）
酯类
6-氮胸腺嘧啶
邻苯二甲酸酯类 戊酸,三甲基硅酯 己酸,三甲基硅酯 丙酸, 2-甲基-,三甲基硅
3-[（三甲基硅）氧]-苯酚
酚类化 合物
二甲基-苯酚 4,6-二叔丁基间甲酚
3,5-二甲基-苯酚
焦油、异喹啉、喹啉、
2-甲基-对苯二酚
咔唑、联苯、三联苯
2,3,6-三甲基-苯酚 4,5-二甲基-间苯二酚
二十一烷
二十二烷
二十三烷 二十四烷
十八烷 甲烷 丙烷 戊烷
三十二烷
三十三烷
四十四烷 癸烷 庚烷 乙烷 丁烷
烷烃衍生物
等物质。
2-甲基-间苯二酚 4-甲基-苯酚
苯 苯胺
有些煤化工废水
2 的可生化性低，在
0.15-0.28 之 间 ， 同
时存在毒性物质，使
A bundance
3200000 3000000 2800000 2600000 2400000 2200000 2000000 1800000 1600000 1400000 1200000 1000000
Байду номын сангаас
1 6 .2 6 8 1 5 .8 0 5
1 6 .2 0 7
1 1 .6 2 4 91 .07 .60 751 61 . 2 7 2 8 .2 6 7
1 4 .5 9 0
1 6 .7 9 5
煤化工废水“近零排放”技术难点解析
煤化工废水“近零排放”技术难点解析摘要：随着我国倡导的节能环保型社会建设理念的实施步伐的不断加快，新型煤化工产业作为耗水量和废水排放量大，且废水污染物浓度含量较高的产业，已经对生态环境造成了严重的污染。
所要如何解决新型煤化工企业污水排放过程中存在的问题，已经引起了社会各界的广泛关注。
文章主要是就煤化工废水近零排放技术的难点进行了分析与探讨。
关键词：新型煤化工；零排放技术；废水；改进策略1、煤化工废水零排放技术障碍零排放工艺实施过程中，在经济和技术方面都面临着很多急需解决的问题。
比如，现阶段我国审批的煤化工废水零排放项目大多尚未建成，即便是建成而实际投入生产屈指可数，这些问题都在一定程度上增加了废水零排放技术工艺运行的难度和风险。
经过深入的调查研究发现，废水零排放技术在实际应用过程中存在的难题和风险主要体现在以下几方面。
1.1煤化工废水排放工序繁杂由于我国大多数的新型煤化工废水排放项目仍然处于试验阶段，其中绝大多数的工艺流程和相关参数仍然需要进行调试和改善，才能实现有效降低能耗的目的。
在整个试验调试的过程中，废水水质会因为压力、反映温度等相关参数发生的变化而出现波动。
另外，因为生产操作系统的稳定性较差，导致废水处理系统无法满足回用水的要求，导致废水处理后无法有效的利用，只能选择送往外界的方式，导致环境污染问题的加剧。
1.2煤化工废水排放方案不合理新型煤化工废水零排放工艺最大的特点就是将经过处理的废水，与含盐废水经过过滤处理以及反渗透处理后回收并利用。
这种双模式运行系统在实际运行过程中，如果按照反渗透浓缩倍数推算污水浓度，那么就无法掌握水质的实际特点。
另外，浓盐水经过二段处理后再进行浓缩回收，浓盐水的浓度必然会随之增加，最终的去向问题，必须引起相关部门的高度重视。
就目前而言，最常用的零排放方式是蒸发结晶，由于这一技术在实际应用过程中的能耗较高，大多数企业都无法长时间使用，所以很多企业转而采用自然蒸发塘进行处理，但是，因为自然蒸发塘的占地面积相对较大，且经常发生外泄或者渗漏的现象，所以，这一方法实际上无法实现真正意义上的零排放。
煤化工废水“零排放”技术要点及存在问题
处理 与 回用是 非 常重要 的两 项 内容 ，包 括 处理 后
的生 产废 水 以及循 环排 污水 两 方面 。 目前 ， 很 多企
动， 在 实 际处 理 当 中存 在着 较 为复 杂 的特 点 ， 不 能 够 进 行有 效 的生物 降解 。 对此 ， 在 对 废水 进行 生 化
处理前 ， 可做 好强 化预 处 理措施 的应用 ， 以此 在 缩
处理全系统崩溃 ， 蒸发塘被迫成为污水事故池 ， 或 造成违 规 排放 ¨ ］ 。对 这种 现象 ， 目前 除做 好 风险 防
控措施 、 扩大事 故水 池 的面 积外 ， 基本 没 有别 的办 法。 第二 ， 工 艺方案 问题 。 目前 ， 蒸发 结 晶是 很多 企 业使 用 的 “ 零排放” 方式 ， 但 该 种 方 式 实 际应 用 中 能耗 高 。而 自然蒸 发塘 ， 由于其 占地 面 积较 大 ， 则
的 回用 能力 ， 减 少二 次 污染 ， 在 现今 煤化 Ｔ 废 水排
放 设计 当中 ， 通 常先 对废 水 进行 处 理 ， 之后 将 其 回 用 在循 环水 系统 中 。这 种情 况 增加 了对 后 续 废水 排 放 深度 处理 的难 度 ，并 为后 续循 环 回用 Ｔ 作带 来 了较大 的 困境 。 为有 效解决 此 问题 ， 部 分企 业在
废 水指 标 变化频 繁 。然 而后 段废水 处 理装 置 尤其
是 生 化 系统 的抗 冲击 能力 较 差 ， 废 水 指标 如 Ｃ Ｏ Ｄ 等 的波动 ， 将会 导致 生化 系统 崩 溃 ， 从 而 引起 废 水
２ 废水“ 零排放 ＂ 改进技术要点
在 开 展废 水 ” 零排放“ 工作过程中 ， 上 述 问题 的存 在 ， 对” 零排放“ 工作 目标 的实 现产 生 了较 大 的影 响 。为 了进 一 步发 挥 ” 零排放” 技术 效 益 和经
煤化工废水近零排放技术难点解析
煤化工废水近零排放技术难点解析所属行业: 水处理关键词：煤化工废水有机废水含盐废水煤化工废水处理零排放项目对煤化工项目的实施意义重大，是煤化工项目可持续发展的关键，目前神华新疆化工分公司煤化工零排放项目已经实施，经过不断的实践探索，煤化工废水零排放技术必定不断进步走向成熟。
鉴于此，本文对煤化工废水“近零排放”技术难点及措施进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：煤化工废水；零排放；现状；措施1煤化工废水“近零排放”处理技术现状目前，该领域已基本确立“预处理—生化处理—深度处理—高盐水处理”实现“近零排放”的技术路线。
但是，最终产生的结晶盐仍然含有多种无机盐和大量有机物。
从加强环境保护的角度出发，煤化工高盐水产生的杂盐被暂定为危险废物。
煤化工高盐水盐离子成分复杂，同时还含有高浓度的有机物，这两点是造成煤化工废水“近零排放”最终产生杂盐被暂定为危险废物的主要原因。
目前，国内外尚无煤化工高盐水资源化利用工程示范，虽然阶段性的试验研究通过“膜分离—蒸发结晶”分质分盐可实现氯化钠、硫酸钠等结晶盐的分离，但结晶盐中仍含有《国家危险废物名录》中列出的有机物成分，如长链烃类、杂环类物质、酯类和多环芳烃等，结晶盐性质尚无法界定。
另外，分离出来的工业盐在企业所在区域缺乏销路，必须外运销售，以实现资源化利用，而绝大部分煤化工企业的地理位置导致了高额运输成本的现实情况。
可见，在考虑目前煤化工“近零排放”处理技术完善的同时，还需要降低投资费用、因地制宜地执行煤化工“近零排放”处理技术。
2煤化工废水“近零排放”技术要点2.1浓盐水处理在反渗透处理环节中，浓盐水的组成中除了盐以外，还有其他组分，且相对复杂，包括：各种无机物、有机物、不同处理阶段的化学元素、阻止结垢溶剂、酸性物质以及不同环节的反应物质等。
只有将浓盐水处理环节的工作做好，才能保证零排放指标的实现。
在这一处理中，国内很多公司采用其对煤堆以及灰渣进行喷洒，但是目前这些灰场和渣场基本都是封闭式，用水量较少。
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2010年第30卷第5期 化 工 环 保 ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY特约述评[收稿日期]2010-05-11;[修订日期]2010-06-30。[作者简介]童莉(1979—),女,湖南省湘潭市人,博士,工程师,主要研究方向为环境影响评价技术评估。电话010-84922788,电邮tongli@acee.org.cn。煤化工废水零排放的制约性问题童 莉,郭 森,周学双(环境保护部环境工程评估中心,北京100012)[摘要]对煤化工废水零排放可能实现的技术途径进行了分析,指出目前煤化工废水零排放存在技术经济、环境影响、规划管理等方面的制约性问题,并提出建议措施,为今后强化煤化工废水零排放环境管理提供借鉴。[关键词]煤化工;废水零排放;制约性问题[中图分类号]X323 [文献标识码]A [文章编号]1006-1878(2010)05-0371-05ConditionalityofWastewaterZeroDischargeinCoalChemicalIndustryTongLi,GuoSen,ZhouXueshuang(AppraisalCenterforEnvironmentandEngineering,MinistryofEnvironmentalProtection,Beijing100012,China)Abstract:Thepossibletechnicalapproachesforwastewaterzerodischargeincoalchemicalindustryareanalyzed.Itispointedoutthatthewastewaterzerodischargeincoalchemicalindustryisconditionalontechnologicaleconomy,environmentalimpact,planningmanagementandotheraspects,andseveralsuggestionsareputforward,whichcanbeusedasreferencestostrengthenenvironmentalmanagementofwastewaterzerodischargeincoalchemicalindustryinthefuture.Keywords:coalchemicalindustry;wastewaterzerodischarge;conditionality 煤炭是我国的主要化石能源,现代煤化工以煤炭-能源化工技术为基础,煤气化为龙头,运用催化合成、分离、生物化工等先进的化工技术,生产能够替代石油的洁净能源和各类化工产品,如成品油、天然气、甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等[1]。我国煤化工项目主要分布在内蒙、陕西、新疆、山西、宁夏、甘肃等地。我国煤炭资源和水资源分布极不均衡。昆仑山-秦岭-大别山一线以北地区煤炭资源量占全国总量的90%以上,而水资源仅占全国总量的21%。水资源缺乏地区往往也面临地表水环境容量有限的问题,有些地区甚至没有纳污水体[2]。在我国西部和北部地区,地表水资源的缺乏直接导致地下水的过度开采和污染。为促进工业经济与水资源及环境的协调发展,2005年颁布的《中国节水技术政策大纲》首先提出要发展外排废水回用和“零排放”技术。《国家环境保护“十一五”规划》明确要求在钢铁、电力、化工、煤炭等重点行业推广废水循环利用,努力实现废水少排放或零排放。近年来,一些地方也相继颁布了严格的废水排放标准,黄河、淮河等水污染严重的敏感流域、区域地区和省份甚至不允许工业企业废水排放到地表水体。水资源和水环境问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。寻求处理效果更好、工艺稳定性更强、运行费用更低的废水处理工艺,实现“废水零排放”的目标,已经成为煤化工发展的自身需求和外在要求。1 实现煤化工废水零排放的技术途径废水零排放在国外称之为零液体排放(ZLD),是指企业不向地表水域排放任何形式的废水[3]。2008年国家质量监督检验检疫总局颁布的GB/T21534—2008《工业用水节水术语》中对零排放解释·371·化 工 环 保
ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY 2010年第30卷为企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排。简言之,零排放就是将工业废水浓缩成为固体或浓缩液的形式再加以处理,而不是以废水的形式外排到自然水体。废水零排放是个系统工程,包括两个层次,一是采用节水工艺等措施提高用水效率,降低生产水耗,同时尽可能提高废水回用率,从而最大限度利用水资源;二是采用高效的水处理技术,处理高浓度有机废水及含盐废水,将无法利用的高盐废水浓缩为固体或浓缩液,不再以废水的形式外排到自然水体。1.1 煤化工废水分类典型现代煤化工企业废水按照含盐量可分为两类:一是有机废水,主要来源于煤气化工艺废水及生活污水等,其特点是含盐量低、污染物以COD为主;二是含盐废水,主要来源于生产过程中煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等,有时也包括生化处理后的有机废水,其特点是含盐量高。煤化工有机废水的成分差别主要源自不同的煤气化工艺。目前国内外有十几种煤气化技术,主要取决于煤质和投资成本。新建大型煤化工项目采用较多的是中温气化工艺(鲁奇固定层加压气化工艺)和高温气化工艺(德士古公司水煤浆加压气化、多喷嘴水煤浆气化、壳牌公司干煤粉加压气化、德国黑水泵公司干煤粉加压气化等)[4]。据调查,中温气化工艺的废水成分复杂,含有难降解的焦油、酚等,采用一般的生化工艺很难处理,需要设置焦油和酚、氨回收等设施进行预处理,预处理后有机废水的COD仍然高达几千mg/L,BOD5/COD在0.3左右,可生化性较差。高温气化工艺废水成分相对简单,COD较低,一般在500mg/L左右,BOD5/COD在0.6左右,可生化性较好。煤化工项目含盐废水中的盐主要来自补充新鲜水、循环冷却水、除盐水生产过程产生的浓盐水、及有机废水处理过程添加的药剂等。据调查,神华集团某煤制天然气项目补充新鲜水(以黄河为水源)带入的盐量超过整个系统盐量的57%,其次是生产过程和水系统添加化学药剂产生的盐量,分别为29%和13.6%。新鲜水来源和生产工艺确定后,主要通过合理选择循环冷却系统的循环倍数和水处理药剂的品种来降低废水含盐量。煤化工含盐废水的总含盐量(TDS)通常在500～5000mg/L,甚至更高。1.2 废水分类处置方式典型现代煤化工企业废水零排放整体解决方案见图1。1.2.1 有机废水处理高温气化工艺的有机废水通常采用A/O等常规生化工艺处理,COD可控制在60mg/L以下,可满足HG/T3923—2007《循环冷却水用再生水水质标准》的要求。以哈尔滨市某水煤浆加压气化制甲醇项目的有机废水为例,经A/O法处理后COD由425mg/L降至16mg/L,COD去除率大于96%,ρ(氨氮)由185mg/L降至0.5mg/L,处理效率大于99%,处理后的有机废水一般可直接回用于循环水系统补水。中温气化工艺产生的有机废水的COD很高,通常需要采取预处理—生化处理—后续处理的流程,废水中COD一般可降至200mg/L左右。以某在建的煤制天然气项目为例,该工程采用鲁奇工艺,有机废水设置了预处理(絮凝沉淀—水解酸化)—A/O生化处理—接触氧化—催化氧化的流程,设计废水COD可由5000mg/L降至160mg/L,ρ(氨氮)从200mg/L降至10mg/L,ρ(挥发酚)从470mg/L降至0.5mg/L。鲁奇工艺有机废水经过上述长流程处理后通常仍不能满足回用标准,需要再进行超滤—反渗透处理才能回用于循环冷却水。目前一些设计单位提出了“浊循环”的设计方案,即将不满足HG/T3923—2007要求的有机废水直接送循环水系统回用,可大幅降低有机废水的处理成本,但这种回用方案在国内还没有运行实例,美国大平原(GreatPlants)公司和南非萨索尔(Sasol)公司已有类似的运行实例。1.2.2 含盐废水处理含盐废水的处理通常采用膜浓缩或热浓缩技术将废水中的杂质浓缩,清水回用于循环水系统,浓液(高盐废水)另做处理。膜浓缩技术具有处理成本低、规模大、技术成·372· 第5期童莉等.煤化工废水零排放的制约性问题
熟等优点,缺点是对进水水质要求较高、容易发生污堵、浓缩倍数不高。膜浓缩技术的主要原理为反渗透(RO),所产清水中COD、盐类等浓度较低,清水回收率一般在60%至80%,高效反渗透(HERO)可达到90%。纳滤是介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离和浓缩过程,与反渗透相比,其操作压力和能耗更低,但应用于废水处理尚处研究阶段。热浓缩主要有多效蒸发、机械压缩蒸发、膜蒸馏等方式,浓缩效率较高,但设备庞大、能耗高。其中多效蒸发技术比较成熟,在许多行业中已经得到应用,清水回收率一般在90%左右;机械压缩蒸发能耗相对较低,但设备投资大,清水回收率一般在92%左右;膜蒸馏可利用工业废热等廉价能源,对无机盐、大分子等不挥发组分的截留率接近100%,但该方法尚处于研究阶段。1.2.3 浓液的处置含盐废水处理后产生的浓液,也称为高盐废水,含盐量通常高达20%(质量分数)以上。国内应用较多的浓液处置方式有蒸发结晶、焚烧、冲灰、自然蒸发塘等,国外还有深井灌注等方式。蒸发结晶法是使浓液中的盐分以结晶方式析出。美国通用公司的专有技术———蒸汽压缩结晶技术是热效率最高的。该技术设备投资大,目前已在南非Sasol公司的煤间接液化项目及波兰Debiensko煤矿等处成功运行,国内仅神华集团有限责任公司煤制油项目采用该技术处理催化剂制备过程中产生的少量高盐废水,尚处于试运行阶段。焚烧法是将浓液送入焚烧炉焚烧,产生以盐类为主的残渣。该技术能耗高、防腐要求高、稳定运行比较困难,国内煤化工行业尚无运行实例。某煤制天然气项目提出采用这种处理方式,目前正在进行初步设计。冲灰法是将浓液送至煤场喷洒或锅炉冲渣,浓液中的盐分和有机物最终进入灰渣。部分小型煤化工项目和电厂多采用这种处置方式。自然蒸发塘法是建设面积足够大的池塘,贮存浓液,利用自然蒸发的方式蒸腾水分,使盐分留在塘底,一般需要对蒸发塘采用相应的防渗措施。该方式比较适合于降雨量小、蒸发量大、地广人稀地区的煤化工项目。深井灌注法目前在美国、墨西哥等国家有应用实例。这种方式对自然地质条件要求很高,我国目前尚无相关法律法规和技术标准支持。2 煤化工废水零排放存在问题及对策建议 煤化工废水零排放技术的研究和应用在我国处于起步阶段,在技术、经济、环境影响、规划管理等方面均存在问题,应引起有关部门和相关企业的高度重视。2.1 技术方面2.1.1 存在问题煤化工废水零排放的主要技术难点集中在中温气化工艺有机废水处理、含盐废水处理及浓液处置三个方面。中温气化工艺有机废水经过复杂的生化处理后其水质(COD约为200mg/L)仍难以满足循环再生水水质标准的要求。反渗透工艺由于反渗透膜的寿命短,会增加装置的运行成本;而浊循环系统容易因废水中的有机物而造成循环水系统的腐蚀,缩短系统的使用时间。目前关于浊循环技术对循环系统的影响程度尚无定论,我国也无相关技术设计规范。含盐废水处理的核心问题一是膜浓缩和热浓缩的污堵问题和设备腐蚀问题,二是整个系统盐平衡的优化问题。水中污染物对膜装置的堵塞和高盐分对设备的腐蚀降低了膜浓缩、热浓缩的处理效率和膜装置和设备的使用寿命,运行成本较高,亟需开发新型高效含盐废水处理工艺。浓液的妥善处置是真正实现废水零排放最重要的环节。自然蒸发塘需要确定合理的防渗级别,浓液管路传输中需要解决结晶、保温、堵塞等工程问题。蒸发结晶和焚烧的最大的问题是能耗高、对材质防腐要求高,在设计中应做好全面的技术经济论证。2.1.2 对策建议目前,通过对现有浊循环工艺的研究发现,从防腐、防泥、防垢3个方面优化中温气化工艺有机废水处理方案,综合考虑煤气水分离、酚氨回收、生化处理、深度处理工艺是研究的重点和突破口。主要包括:提高煤气水分离效率,减少气体带油;采用合适压力的蒸汽进行气体脱酸、脱氨、粗脱酚,提高脱酸、脱氨效率;采用高效酚回收工艺提高对固定酚的去除效率(如选用丁酮、聚砜等高相对分子质量的萃取剂);酚氨回收后废水采用隔油罐和高效气浮除油工艺(如采用窝凹气浮机、气浮柱等),尽可能降低生化系统的油含量;生化处理采用多级A/