煤化工废水零排放技术的选择应用

煤化工废水零排放技术的选择应用

高欢荣

国能新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐市 831404

摘要：在城市不断发展、人民生活水平不断提升的过程中，我国的煤化工行业也得到了迅猛的发展。在这一过程中，耗水量也不断增加，因此就出现了一些用水困难、水资源短缺、废水排放等问题。想要提升环保效果，提高水资源的利用率，相关煤化工企业就需要做好废水零排放处理技术的研究工作，为企业的健康发展奠定基础。在煤化工产业中环境污染问题已经成为制约企业发展的重要因素，因此开展煤化工废水零排放势在必行。煤化工项目废水结构复杂程度比较高，并且排放量比较大，污水系统存在处理流程长，任何一个环节出现了问题，都将对零排放的实现产生影响。

关键词：煤化工；零排放；废水处理；应用

我国一直是煤炭资源消耗大国，煤化工产业作为经济发展的重要产业组成部分虽然现阶段正处于高峰发展期，但是其发展过程仍面临诸多问题，包括废水排放污染、水资源缺失等。“绿水青山就是金山银山”，面对经济发展与生态环境之间的平衡、稳定、可持续发展，随着社会发展理念的不断变化，国家越来越重视企业发展中的环境保护工作，煤化工企业生产经营过程中会排出废气，废水，既影响大气环境，又造成资源浪费，因此就目前的问题提出废水零排放设计方案，为节约资源和环境保护工作提供新的发展思路，促进煤化工企业和国家经济的发展进步。

1、煤化工废水概述

1.1 煤化工废水的产生

一是混浊程度高、色度较高。煤化工公司在制造化工产品时，往往会生成大量的含有助色基化合物、生色基团物质等的有害物质，而这些化合物不仅色度高，而且混浊程度也高，在不同有机物的影响下，会产生复杂化学反应，很难降解，也很难清除。二是无法分解。联苯、喹啉类等有机化合物，在污泥中的分解过程极为艰难。三是产生各种类型的生活废水。由于煤炭工业的生产过程比较复杂，其生产过程中的每一个环节都是产生污水的主要通道，所以其所含污染物种类繁多，难以清除。

1.2 现代煤化工废水的组成及特点

现代煤化工废气中的有机物浓度也较多，其含量一般超过10000~20000mg/L，其中又包括了多酚、酯类、烷烃异构化、多环芳烃、喹啉类等。根据其所含有的污染物，煤化工废水一般可划分为两类：有机污水和盐水污水。煤气化废水是指煤气化废水，综合化工废水，脱硫废水，生活污水，初期雨水和污水，以煤气化废水为主。现代煤化工技术大多采用煤气化，煤气化是将煤作为原料，经气化炉后，产生一氧化碳和氢气。同时，在气化过程中，煤炭中氮、硫、铬和金属元素的部分转化为氨、硫化氢、氰化物和金属化合物；一氧化碳与水蒸气产生少量的甲酸，然后与氨发生反应，形成甲酸铵。煤气化废水中有机物含量高，氨氮含量高，无机盐含量高，悬浮物含量高，属于难于生物降解的有机废水，其质量差异很大，含盐废水的组成包括：生产中的循环污水、脱盐水系统的污水、锅炉排污水等，具有较高的硬度和较高的含盐量。循环废水的TDS浓度一般在1800-2600mg/L之间，而在脱盐体系中，TDS的浓度在2500-3500mg/L之间。

2、煤化工废水处理工艺

煤化工废水的产生主要有三种途径，一是在煤焦化过程中所产生的废水，二是在煤气化过程中所产生的废水，三则是液化废水。这样三类废水在水质以及产水量等方面都存在的较大的差异，因此在进行处理时所面临的工作也相当复杂，下面是对当前煤化工废水处理工艺及其应用进展的详细介绍。

2.1 预处理技术

在煤化工预处理技术中，越来越多的新技术逐渐取得了应用，比如气浮法便是当前运用比较普遍的一种预处理技术，而过去传统的隔油法则是逐渐遭到了淘汰。预处理技术主要指的是将煤化工中多余的油类物质进行剔除，其中在对气浮法进行运用的过程中，不仅能够完成对油类物质的剔除，而且还能提高对废水的回收利用率，有着非常环保的效果。

2.2 生化处理工艺

生化处理工艺主要是借助微生物的新陈代谢特点来实现对废水的处理，即将废水当中的有机物实现降解与转化处理。从类型上看，生化处理工艺主要可以分为两类，一类是好氧处理法，另一类则是厌氧处理法。从前者来看，有可能将其分为活性污泥法和生物膜法。其中，活性污泥由于对污染物有着极强的吸附效果，因此能够将废水中大多数的污染物进行吸附。而生物膜法的运用原理主要是借助于生物膜的吸附与氧化作用，实现对废水中有机物的有效处理。此外，厌氧处理法的实现则是依赖于厌氧微生物完成一系列对污染物的分解与转化过程，能够将一些原本有毒的物质进行转化，实现其二次利用。总的来说，生化处理工艺从特点上看虽然拥有着成本低且操作简单的优势，但是从实际应用过程中的效果来看，往往并不能发挥出理想的效果。因为这一技术的应用对于微生物的生存环境有着相对严格的要求，如果难以保证微生物在化工废水中得到存活，那么就会影响到最终的转化与降解效果。

2.3 深度处理

对于一般的废水来说，只要经过一些简单的处理工艺之后便能得到排放，比如生化处理工艺。但是由于煤化工生产过程中所产生的废水包含着相当多的有毒化学物质，以及一些很难被降解的污染物，因此在经过一般的处理之后往往还需要对废水展开深度的处理。举例来说，高级氧化法与反渗透法是当前煤化工领域内运用比较广泛的一项深度处理技术。其中，前者主要是通过与废水当中氮类、酚类等物质产生化学反应，来达到对有毒物质的转化；后者则是对废水当中的溶解盐进行剔除。在对反渗透法展开运用的过程中，对于所处环境的温度并没有太高的要求，并且从其优点来看，除了能够对有毒污染物进行有效截留与过滤以外，对于废水的二次回收利用效果也比较好，加之在应用时并不需要投入大量的设备费用，且人工成本费也较低，因此在煤化工领域有着很好的发展前景。高效反渗透技术是在反渗透原理基础上进行的，其主要应用于酸碱度相对较高的废水处理环境下，通过降低微生物的活性、增强有机物的溶解度，进而降低膜污染的发生程度。该技术对废水中污染物的处理效果与常规反渗透技术接近，但是该技术在应用的过程中为了调节酸碱度还需向其中不但加入相应的药剂，导致其中出现化学盐泥,对回收工作有一定的影响。

2.4 膜分离技术

膜分离技术是废水处理过程中最为常见的一种方法之一，无论是在对生活污水还是工业废水展开处理的过程中，膜生物反应器（MBR）都能起到非常好的污染物处理与回收效果，并且所消耗的能源也相当少，所以在未来有着相当广阔的应用前景。其中，关于双膜技术的研究与应用已经逐渐成为当前各个国家所研究的重点，即超滤膜与反渗膜，在这种技术的运用之下，不仅能够在很大程度上提升废水的浊度，而且还能提升膜的使用寿命，因此能够在很大程度上节省企业的废水处理成本。除此之外，双膜技术不仅能够对废水中的有机物实现有效地转化，而且还能同时完成脱色与脱盐，这样就能在很大程度上提升煤化工企业对废水的处理效率，甚至经过处理的废水还可以直接再进行应用。

2.5 物理化学法

物理化学法，顾名思义就是指借助于物理与化学的各种分离原理，来实现对废水中污染物的提取。通常来说，在对这一技术进行应用的过程中，使用最多的手段便是吸附、分离、气提等，能够对废水中绝大多数的悬浮物以及有机物进行去除与溶解。但是这种技术有着较为明显的缺陷，即适用性较窄，需要选择性地进行使用，只能将废水当中某一物质进行针对性的分离。加之这种方法在应用时还需要花费较高的成本，因此在煤化工废水处理中的应用相对较少。

3、实现煤化工废水零排放的对策

3.1 保证废水处理工艺的科学合理性

不同煤化工企业生产规模不同，受到投资成本限制选取的废水处理工艺有所区别，为了提升废水零排放处理效果，需要企业结合实际情况选取符合企业发展现状的废水处理工艺，在满足排放标准的同时提升处理效率。

3.2 保证具备较为完善的政策，不断加强环境治理力度

完善环境保护政策，加强管理力度有助于提高煤化工产业废水零排放处理效果。国家越来越重视环境保护工作，环保法逐步完善，企业应该以环保法所提出的处理标准为准，创新优化废水处理工艺，相关部门可根据最终处理结果为表现优异的企业提供表彰，对不支持环境保护和废水处理工作的企业给予处罚，严重违法者追究法律责任。

3.3 因地制宜保护生态资源

煤化工企业为国家经济进步贡献力量，但同时也造成了严重的环境污染和水资源匮乏问题。首先，各企业实现废水零排放应该重视当地资源环境的保护，因地制宜选用合适处理方案。其次，废水排放前应该根据科学管控去选择合适的排放位置，尽量在源头位置降低资源浪费和环境污染；最后，遵循国家标准计算最大废水排放量。

3.4 根据法规要求，对于煤化工废水处理项目实施合理规划

合理规划往往能起到事半功倍的效果，部分企业虽然重视废水处理工作，但没有详细规划，最终导致工作混乱，处理效果不佳。因此要求各煤化工企业首先根据国家污染物排放标准制定优化排放方案，另外，当地政府应该给予政策支持和资金补贴，提高各企业废水零排放处理工作热情。

4、对于煤化工废水处理的展望

4.1 集成生化处理技术

综合生化处理技术针对污水的不同特点，将核心生化、预处理和深度处理技术有机地结合起来，实现了对现代煤化工污水的高效处理。W.Ma等的实验结果显示，微电解生物反应器相结合可以显著改善煤化工废水的可生化性，使COD的脱除率达到86.5%。当前的生化一体化工艺流程较长，各个生产单元的生产工艺互相影响，如果生产单位的生产效率达不到设计要求，则会造成整个生化处理系统的不稳定运行。由于生化处理工艺的主要特点是采用单元法，所以当水质变化或运行条件变化时，生物法的出水很难达到要求。所以，要想使现代化的污水近零排放系统稳定运行，必须在蒸发结晶系统浓缩段增加纳滤分盐工艺、高级氧化工艺，以实现有机物去除与膜浓缩脱盐的系统性和稳定性，同时，将产品盐品质提升至工业盐等级，降低杂盐产生量。

4.2 浓盐水资源化利用

虽然现在的分盐结晶技术已经可以使氯化钠和硫酸钠也能够达到工业盐一等品，但是工业盐中的微量TOC仍然是工业盐资源化的最大障碍，目前主要的去向是氯碱化工，但是结晶盐中TOC相对较高，不能完全用于氯碱化工，对工业盐的使用影响较大，下一步的资源化就是降低结晶盐中的TOC含量达到氯碱化工使用要求，或者直接将分盐后的高浓盐水制取盐酸、液碱等化工产品。

结束语

在进行煤化工废水零排放处理工作中需要解决当前问题，加强对煤化工废水处理工艺的有序实施，通过不同的角度融入先进的科技手段，防止煤化工废水对周边环境造成一定的影响。尽可能地提高废水处理的效果，立足于污染限制的可控制范围内，贯彻落实因地制宜的原则，从而达到环境的保护标准。

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