浅析煤化工废水处理零排放技术问题及对策

浅析煤化工废水处理零排放技术问题及对策

吕春霖

北京永新环保有限公司100192

摘要：煤化工产业用水量和废水排放量很大，且废水中所含污染物的浓度非常高，随意排放极易对环境造成严重的污染，为良好的解决煤化工水资源供应和废水排放的问题，实现煤化工产业的可持续发展，煤化工废水处理零排放技术被提出，有效的解决了煤化工水资源利用的问题。然而煤化工废水零排放技术还存在很多技术问题需要解决。本文针对煤化工水处理中存在的一些技术问题进行了分析，并针对这些问题提出了相应的解决措施。

一．前言

煤化工是指以煤为原料，经化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的过程，是针对我国“富煤、贫油、少气”的能源特点发展起来的基础产业。随

着经济的发展，我国能源供需矛盾日益突出，石油进口依存度超过60%，能源已成为遏制经济命脉的症结。煤炭是我国能源结构的重要组成部分，占比达70%，因此发展煤化工产业不仅是缓解我国石油、天然气等优质资源供求矛盾的切实措施，更是保证我国能源安全和经济可持续发展的必由之路。

近年来，受市场需求等因素的刺激，煤炭富集区煤化工产业呈现爆发式增长态势，《“十二五”规划纲要》明确提出，推动能源生产和利用方式变革，从生态环境保护滞后发展向生态环境保护和能源协调发展转变。我国水资源和煤炭资源逆向分布，煤炭资源丰富的地域，往往既缺水又无环境容量。煤化工废水如果不加以达标处理直接排入受纳水体会对周围水环境造成较大的污染和破坏，造成可利用的水资源量更加紧缺。因此，我国煤化工废水实施“近零排放”，实现废水回用及资源化利用势在必行。

二．煤化工废水处理零排放技术存在的问题及解决措施

1.煤化工废水的处理工艺分析

煤化工废水零排放项目中，根据含盐量的多少，其废水可分为有机废水和含盐废水两种。其中有机废水主要为生产废水和生活污水，含盐量低、含COD较高；含盐废水主要为洗涤废、循环水排水、除盐水排水以及生产回用系统排水，其含盐量较高。

1.1有机废水处理工艺

有机废水通常采用物化处理、生化处理和深度处理三环节处理。

（1）物化处理段

物化处理段主要包括隔油池、气浮池和混凝沉淀池三部分，隔油池主要用于废水中大部分油类的去除；气浮池主要用于密度较小的油类和悬浮物的去除；混凝沉淀池主要用于悬浮物和胶体的去除。

（2）生化处理段

生化处理段通常包括缺氧-好氧脱氮工艺、厌氧-缺氧-好氧工艺、序批式活性污泥法、氧化沟工艺和生物移动床反应器几部分。缺氧-好氧脱氮工艺和厌氧-缺氧-好氧工艺通过厌氧和好氧的交替转换去除有机物和氮类化合物。序批式活性污泥法可实现厌氧和好氧的交替进行，以去除有机物和氮类化合物。氧化沟工艺包括好氧和厌氧区域，从而达到硝化和反硝化的目的。生物移动床反应器兼具生物滤池与流化床的优点，通过生物膜完成硝化和反硝化，从而实现脱氮的目的。

（3）深度处理段

深度处理通常有臭氧氧化，化学氧化、曝气生物滤池和活性炭吸附。其中臭氧和化学氧化的主要目的是提高废水的可生化性。曝气生物滤池的目的是将COD和氨氮去除。活性炭主要确保出水的稳定性，避免出水水质波动冲击后续膜处理。

1.2含盐废水的处理

含盐废水的处理通常采用低盐废水、浓盐水处理和高浓盐水固化处理三段处理。

（1）低盐废水处理段

该处理段主要包括混凝沉淀、过滤、超滤和以及反渗透，其中混凝沉淀用于去除SS和胶体。过滤用于去除废水中的悬浮物和胶体。超滤用于进一步去除SS、胶体及COD。一级反渗透用于脱盐。

（2）浓盐水处理端

该阶段主要包括机械过滤、脱钙脱镁、膜浓缩。机械过滤用于去除SS和胶体。脱钙脱镁用于去除钙、镁化合物。膜浓缩用于浓盐水的浓缩，提高水的回收率。

（3）高浓盐水固化处理

该阶段主要包括机械蒸发和蒸发塘。机械蒸发利用蒸汽完成盐的结晶。蒸发塘利用自然能源实现高浓盐水的自然结晶。

2.煤化工废水“零排放”存在的问题及建议

2.1煤化工企业的用水量大，需要第二水源作为水源保障。用煤制油为例，每吨产品的耗水量为8-12吨，而煤化工企业大都位于煤炭基地附近，这些地区往往水资源匮乏，急需第二水源保障。

2.2煤化工企业需要进一步研究有机废水和含盐废水的水质特点。目前煤化工废水处理的有机废水预处理和生化处理的出水水质仅对COD、氨氮、酚类、油类、氰化物等成分进行了规定，对废水中毒物、易挥发物、有色物质以及难降解物质的种类和数量指标具体要求。对废水中含盐废水的水质，也只是标明COD、SS、氨氮、TDS等指标，对TDS的成分和膜污堵的物质成分没有进行进一步分析。

3.煤化工废水零排放工业也存在很多问题需要解决

（1）有机废水通过“物化+生化+BAF”工艺处理后，其出水和含盐废水一起进入双膜回收系统，若在双膜系统中应用一级反渗透，会产生大量的浓水，若按照反渗透的浓缩倍数推算水质特征，则水质的实际特征难以查明。生化处理后的水质不达到再生水水质的相关标准。

（2）含盐废水处理的污堵问题和设备腐蚀问题严。若通过二级反渗透手段减少浓水的产生，一级反渗透中的钙、镁、硅等离子会严重污染反渗透膜，而脱硅问题很难解决，加上高盐分对设备的腐蚀，膜装置和设备的处理效率和使用寿命都受到严重影响。

（3）二段再浓缩回用后的浓盐水TDS可达50000mg/L以上，浓盐水的处理非常关键。蒸发结晶是浓盐水处理的常用方式，耗能大和对材质防腐要求高是所面临的最大问题。企业大都采用蒸发塘自然蒸发的方式对浓盐水进行处理。但自然蒸发塘挥发性有机物容易渗漏，对外界造成污染，同时其占地面积也较大，难以实现完全意义上的零排放。

（4）次生污染和环境污染隐患较大。在整个生产流程中，废渣中含有大量重金属，一旦处理不当很容易造成二次污染。而废液在储存运输中，一旦发生渗漏也很容易对周围环境造成污染。

4.存在问题的解决方案

（1）水源保障，开辟煤化工处理的第二水源。煤炭基地中，除自来水外，自然降水、矿井废水、以及地下水都可作为可利用水源，利用循环使用的原理，对水循环利用进行深层次发掘，修建地下水库，满足煤化工企业的供应需求。可以利用矿井废水补充煤化工用水的不足，落实煤化工企业充足的水源保障。

（2）进一步分析有机废水、含盐废水以及一级反渗透浓盐水的水质成

分。对生化处理和有机废水预处理的出水水质，进行增项分析，增加毒物、易挥发、有色物质、难降解物质的定性和定量分析。进一步分析煤化工废水中含盐废水中TDS的组成成分和膜污堵物的组成成分。定性定量分析反渗透浓盐水的水质特征。根据污染物分析结果有针对性的改进废水处理工艺，提高废水处理水平。

5.延长废水零排放理念的建立

（1）针对二级反渗透膜钙、镁、硅等离子污染反渗透膜且脱硅难的问题，进行一级反渗透浓水中硅离子的化学特性，并进行钙、镁、硅的高效脱离技术。对在用的二级反渗透工艺进行优化，设计高效、经济、稳定的新型高盐水反渗透回用工艺。

（2）以高级氧化技术为依托，研发相应的废水净化技术和净化设备，高效去除反渗透高浓盐水中的难降解有机物，对反渗透浓水机械蒸发中的易挥发物质进行有效控制。

（3）对现有浓盐水蒸发塘耗能大、成本高、占地面积广等问题，研发新型的高效节能浓盐水蒸发设备+蒸发塘联合技术，实现反渗透高浓盐水的高效处理和资源化再利用。

（4）针对二次污染问题。从企业、园区和区域三个层次做好水资源利用和废水处理，建立公共事故水系统，发挥公共优势，分担企业风险，降低二次污染的风险。

结束语

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。

参考文献：

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