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摘要：煤化工废水“近零排放”技术是以解决我国煤化工水资源及废水处理难题为目标，形成的煤化工废水处理及资源化利用重大技术研究。以煤化工废水处理技术现状为切入点，结合工程实例，分别从预处理、生化处理、深度处理及高盐水处理等几个方面对煤化工废水“近零排放”技术难点进行了分析。提出当前面临的主要共性问题:酚氨回收运行波动显著、气浮效果差、生化系统处理效果不稳定、结晶盐产生量大、缺乏资源化途径。
关键词：煤化工废水；“近零排放”技术；难点解析
1导言
近年来，在国内煤炭库存积压、价格下跌而原油、天然气等石化产品需求扩大、价格上涨的市场环境下，在重点区域雾霾治理和煤炭产业转型升级的政策导向下，企业和政府发展煤化工的积极性日渐高涨。煤化工项目耗水量大，标煤转化的新鲜水耗高达2～3m3/t，而我国煤炭、水资源呈明显的逆向分布特征，煤化工项目的快速发展加剧了当地水资源的供需矛盾。
2煤化工废水来源及特征
煤化工项目产生的废水主要包括气化废水、生活及其他有机废水、循环排污水、化学水站排水、初期雨水、地面冲洗水和其他特征废水；在污水处理及回用过程中，还会产生浓盐水及高浓盐水。
2.1气化废水
对于煤化工项目，不同气化技术产生气化废水的水质、水量差异较大，目前应用较多的主要有碎煤加压气化、粉煤气化和水煤浆气化。碎煤加压气化废水。由于气化温度相对较低，碎煤加压气化废水污染物浓度高，COD浓度一般为3000～5000mg/L，最高可达6000mg/L；且污染物成分复杂，有单元酚、多元酚、氨氮、有机氮、脂肪酸及其他较少量的苯属烃、萘、蒽、噻吩、吡啶等难降解有机物，B/C值小于0.3，可生化性较差。水煤浆气化废水。水煤浆气化废水主要来自激冷水、煤气洗涤水和渣水分离水，由于气化温度高，废水有机物浓度低，COD浓度一般在500mg/L，且污染物大都为小分子有机物，可生化性好，B/C值大于0.5。但废水中TDS浓度高，一般在3000mg/L以上，特别是Cl-浓度高，一般在500mg/L左右。粉煤气化废水。粉煤气化废水主要来自煤气洗涤水和淬渣水，也属于高温气化废水，COD浓度与水煤浆气化废水大致相同，但Cl-、TDS浓度相对于水煤浆气化废水更高，Cl-浓度一般在2000～3000mg/L，TDS浓度一般在10000mg/L以上。
2.2生活及其他有机废水
煤化工项目生活及其他有机废水主要包括：生活及化验污水、低温甲醇洗废水、地面冲洗废水和初期污染雨水等，其水质特点是污染物浓度适中，可生化性好，COD浓度一般在300mg/L以上，与气化废水相比，其TDS浓度较低，一般在1000mg/L以下。
2.3循环排污废水
循环排污水有机物浓度较低，但SS、TDS浓度高，典型循环排污水COD、SS、TDS的浓度分别为100～300mg/L、400～1400mg/L和1500～2500mg/L。
2.4化学水站排水
化学水站排水水质特点是有机物浓度低、TDS浓度高。离子交换除盐法产生的废水TDS浓度稍高，约10000mg/L以上，而膜除盐法产生的废水TDS浓度相对较低，为1000～3000mg/L。
2.5其他特征废水
部分煤化工项目会产生特征废水，如煤制烯烃项目的废碱液、煤制油项目的合成废水。这类废水有机物含量高，成分复杂，需要单独进行预处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于煤制烯烃项目的废碱液，现在大都通过焚烧方式处理；煤制油项目的合成废水主要通过石灰乳中和＋蒸馏脱醇＋二级六段膜分离＋多效蒸发＋滚筒干燥等方式处理。
3煤化工废水处理问题
煤化工废水排放强度大，加之浓度高、毒性强、波动大等特性，致使生化系统容易崩溃，污染物难稳定深度脱除；同时浓盐水安全处理处置技术缺乏，煤化工废水“零排放”缺少相应的技术支撑。废水“零排放”的要求使得原来不太重要的环节显得十分重要，如水中无机盐的问题。因此，废水处理技术的选择与生产工艺具有同等的重要性，必须稳定、可靠。但当前，煤化工废水处理存在一些问题，难以满足企业环保需求。煤质特性差异、转化工艺的不同均会造成废水水质波动；萃取选择性、生化处理工艺、深度净化工艺、蒸发结晶设备内部结构等工程设计环节未能很好的结合；特征污染物的种类与生物毒性、有机污染物与膜作用关系、有机污染物对结晶晶型和晶体生长影响等尚不明确，主要依靠经验进行设计，理论指导欠缺。酚氨回收单元的油脱除率低，油与焦粉的存在容易造成蒸氨塔堵塞、内件结垢。生化处理系统不稳定，出水COD浓度在20(M00mg/L,氨氮浓度在5~80mg/L。污染物脱除深度不够，深度净化出水COD浓度80~200mg/L;总氰、苯并芘、多环化合物等新型污染物缺乏相关的排放标准。膜通量降低过快，需要大量药剂对其频繁清洗，导致废水中清洗药剂在“零排放”体系中没有合适的排放出口。如果生化系统无法做到稳定、抗冲击运行，废水零排放将难以实现。在蒸发结晶过程中主要存在飞料、设备腐蚀、混盐无出口等问题。
4煤化工水系统实现“近零”排放的措施
煤化工企业已处在环保问题的风口浪尖上，要想企业持续发展，必须高度重视以下有机废水和高浓盐水的处理回用问题，实现废水“近零”排放。
4.1坚持源头控制原则
减少新鲜水使用量引进节能节水技术，减少废水处理量：如采用节水型的凉水塔或闭式循环水系统（增湿型空冷塔），与传统凉水塔工艺相比新鲜水耗可减少61t/h或270t/h左右。以表3中采用航天炉的煤制甲醇项目为例，吨甲醇的新鲜水耗可降低1.4t/h或6t/h。提高气化炉的蒸汽分解率来降低废水量：晋煤集团天庆公司鲁奇炉以晋城无烟煤为气化原料，由于无烟煤高灰熔点的特点，鲁奇炉炉温可适当提高至1300℃，因此鲁奇炉蒸汽分解率可提高至55%~60%，大幅降低了气化废水量。另外，由于无烟煤低挥发分的特点，产生的废水油、酚等有机物含量低，废水更易处理。
4.2坚持有机废水、高浓盐水分而治之的原则
目前煤化工企业的有机废水一般采用A/O、A2/O、MBR等生化方法处理达标后回用，作为循环水厂的补充用水。脱盐水站、循环水厂排水等产生的浓水一般经多级RO处理后回用，RO产生的浓盐水直接排放或统一排放至工业园区的蒸发塘内进一步处理。有机废水、高浓盐水分而治之使得企业80%左右的废水量得以回用。
4.3摸清企业现有有机废水处理能力、运行存在的问题
通过加强管理、提高操作水平等因素，针对性地解决问题，切实发挥现有生化处理工段的作用；并关注最新的研究应用成果，引进先进技术，提高生化处理能力。如大唐国际煤化工技术研究院张文博等人针对固定床加压气化产生的废水经酚氨回收后，利用褐煤生产活性焦来吸附脱除COD，COD去除率可达60%左右，可减轻生化处理工段处理负担，确保水质合格回用。西安科技大学杨志远教授等对晋城无烟煤制备活性炭的性能进行过相关研究，晋煤集团具有生产活性炭的原料优势，若在旗下的煤化工企业推广应用，可进一步保证有机废水的达标处理，促进有机废水的稳定回收利用。
4.4针对高浓盐水，坚持先提浓再处理的原则
目前高浓盐水采用普通RO处理，回收率一般为70%~75%；若采用振动膜技术，可将RO产生的浓盐水进一步浓缩，使得高浓盐水的回收率从70%~75%提高至90%。
5结语
废水“近零排放”能最大限度地处理和回用项目产生的各种废水，是缓解当地水资源紧缺的重要途径。但由于煤化工废水组成成分复杂，“近零排放”设计、建设及运行经验欠缺，目前我国煤化工废水“近零排放”运行效果并不理想。因此，有必要对现有煤化工废水“近零排放”技术及工程进行分析总结，剖析存在的问题，并提出对策建议。
参考文献:
[1]姜忠义,李玉平,陈志强,郝红勋,刘建忠,韩洪军.煤化工废水近零排放与资源化关键技术研究与应用示范[J].化工进展,2016,35(12):4099-4100.
[2]曹宏斌.关于煤化工废水处理的思考及技术应用[J].煤炭加工与综合利用,2016,(10):3-4.
论文作者:赵志强
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/20
标签：废水论文; 浓度论文; 煤化工论文; 盐水论文; 生化论文; 污染物论文; 废水处理论文; 《防护工程》2017年第20期论文;