煤化工废水处理中的“零排放”技术应用研究

侯文杰，张 彤

(陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710070)

我国的能源发展格局表现为“富煤、贫油、少气”，煤化工产业的迅速发展正是基于这种资源禀赋，与此同时伴随煤化工行业衍生出的水污染问题也日益突出。要实现国家和社会的长远发展，污水处理就必须保持高度重视，并通过先进的环保技术实现工业废水零排放。在通过煤化工带动地方经济发展的同时，保护区域水资源和生态环境不受侵害。

1 煤化工废水简介及现状

煤化工废水是指将煤经化学加工转化为能源或者化学品的过程中产生的废水。煤化工废水的处理按照不同污染物类型划分并进行处理称为分类处理，按照水质情况进行处理则是分质处理，“零排放”技术便是基于这二者来实现污水处理。

煤化工废水从形成原因和物质成分上可分成两类，第一类废水主要来自于生产过程中的循环水排水、化学水站排水、除盐水排水、反渗透浓水，这些污水的含盐量较高，对水质会造成极大的负面影响，所以称之为含盐污水。第二类废水则是在气化、化工装置排水、地面冲洗等过程中产生，这类废水中的污染物质以COD和氨氮为主，虽然含盐量不像第一类废水那么高，但是成分更加复杂，降解难度更高，对环境的破坏性也更大，由于这类废水的有机物含量多，因此称为有机废水，有机废水又由于成分不同，分成气化废水和化工装置废水等子类别。在含盐污水和有机废水这两种废水中，有机废水更难处理。

有机废水由于形成形式多样，组成也非常复杂，含有酚类、焦油等难降解的物质以及氨氮等毒性较高的元素。相比起国外，我国的酚氨回收效率并不是很高，即使经过处理的有机废水，氨氮和COD浓度依然超过了规定的300 mg/L，仍然有严重的环境破坏性，不仅如此，因为废水中存在大量的杂环化合物、多环芳香族化合物和酚类化合物，这些有机污染物的存在也进一步加大了废水的降解难度[1]。

2 “零排放”技术的应用与难点

“零排放”技术最早用于火力发电，它的原理是对工厂的新鲜水利用率和浪费量进行控制，在保证最小程度的新鲜水利用和浪费的前提下将用水指标规范化、体系化，通过这样的方式，污水的集中处理量就可以降低到最低的范围内，从而方便处理人员对废水进行分质合理回用，实现节能节水的耦合优化[2]。

2.1 有机废水的处理

有机污水由于成分复杂，处理难度较高，所以不会一次性处理完成，一般是通过三个环节进行处理。首先是预处理，预处理是指对污水用隔油、气浮、沉淀的方式进行初步处理，然后再进入生化处理。生化处理需要工作人员先对废水的水质情况还有工厂所在地以及污水处理地进行综合考察，结合实际情况设计处理工艺，根据具体情形处理的工艺有所不同，目前一般使用A/O或多级A/O、SBR、CAST、氧化沟等多种组合工艺。在进行生化处理后，污水处理便进入了最后一步，即深度处理。深度处理的处理时间长，且处理技术要求高，处理人员在对有机废水进行处理时，需要将高级氧化技术和曝气生物滤池相结合以此达到降解废水杂质的效果。当这些环节都完成之后，有机废水中的硫、氧、氮等杂环化合物已经得到了清除，此时的有机废水可视为低含盐污水，因此可采用含盐污水的处理工艺进行除盐操作。

2.2 含盐污水的处理

含盐污水是指含有大量盐类物质的水体，有机废水在经过深度处理后可视为含盐污水，不过其盐类物质含量不如循环水排水、洗涤废水等煤化工作业直接生成的污水高。因为含盐污水的盐分浓度不一，所以在具体的处理工艺选择上有很大的差别。对于含盐量低的污水，一般采取双膜法，即以“超滤+反渗透”为主的处理工艺。双膜法处理过的含盐污水水质较纯净，可以直接用于循环冷却水系统的补充水，通常处理后的废水 COD 可以达到10 mg/L以下，氨氮5 mg/L以下，不过这种方法的回收率不高，如果废水的盐类物质或者有机物含量高则不适用。高盐废水的有效处理是实现“零排放”的关键，目前实践已采用的高浓盐水处置方案主要有蒸发塘和蒸发结晶两种技术。蒸发塘由于腾格里沙漠排污事件引起较大的社会反应已不再适合，目前高含盐废水可通过蒸发结晶进一步回收水分，生产结晶盐，实现对工业废水的最大限度回收利用。

2.3 “零排放”技术的应用问题

尽管“零排放”技术的污水处理效率显著，但问题也同样明显，由于其处理环节较多，这使得“零排放”技术面临的阻碍因素也多，比如对有机污水的处理，尽管经历了预处理、生化处理和深度处理，但所获得的污水依然存在杂质，没法直接作为循环再生水回收，因此完成有机废水的处理之后，处理人员还必须按含盐污水处理工艺再进行一次处理。

而在除盐过程中，过高的盐分含量会使得废水带有强烈的腐蚀性，管道如果长时间流通含盐污水，则会发生阻塞，造成设备的使用周期和寿命大大缩短。所以在使用“零排放”技术进行污水处理时，企业需要投入非常高的设备成本来维持污水处理的持续运转，对于企业而言，这显然是巨大的经济负担。并且，要建立完善的“零排放”处理系统需要配套大量的装置设备，对技术人员的操作要求也比较高，这也是为何“零排放”技术尽管具有良好的污水处理效果，却始终难以在煤化工企业中得到推广和应用的原因[3]。

3 加强“零排放”技术在煤化工污水处理过程中推广应用的建议

受到资金、技术等多方面因素的影响，尽管“零排放”技术可以在煤化工污水处理过程中起到良好的处理效果，为当地的生态环境提供有效的保护，但是国内很大一部分煤化工企业依然不愿意采用“零排放”技术进行污水处理，反而继续沿用传统污水处理工艺，这也导致了一些地方的煤化工企业排放污水经常不达标，无法有效回收利用废水。要规避这一问题，一方面环保工作者要加大 “绿色经济”的宣传和推广，行政部门也要对辖区内的煤化工企业进行环保普及教育，使其熟悉和掌握国家的环保政策，绿化政策等。行政单位可对采用“零排放”技术的煤化工企业给予资金或者政策上的支持，如鼓励银行等金融机构提升对采用“零排放”技术的煤化工企业的贷款额度，减轻其资金压力，同时加强企业使用“零排放”技术的动力，实现生态文明的健康发展。另一方面，煤化工企业自身也需要加大对“零排放”技术的资金投入以及对结晶工艺、膜浓缩工艺等技术的钻研，同时积极吸收一些技术能力较强的优秀人才，加强自身的废水处理能力，减少环境污染。

4 结语

煤化工行业是我国能源领域的重要支柱性产业，因此出于经济发展的需要，必须鼓励和扶持煤化工行业的发展，但是煤化工行业所带来的污染问题又必须督促其尽早建设良好的污水处理系统。在当下，我国的煤化工项目分布范围相当广泛，对水资源的高效利用需求也非常迫切，“零排放”技术是目前最适合的污水处理技术，因此各地厂家要根据本地区的水资源情况以及污水处理情况对“零排放”技术进行深入彻底的研究，早日落实以“零排放”技术为基础的污水处理体系，增强对地区水资源的保护。