零排放技术在煤化工污水处理中的应用展望

零排放技术在煤化工污水处理中的应用展望

赵磊

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摘要：随着城市化的不断发展，人们生活水平的不断提高，然而人们对环境污染也越来越关注。因此，在可持续发展理念下，生态环境成为人们关注的焦点，政府也非常重视环境工程。传统的煤化工生产模式会产生大量的有害物质，对环境造成极大的危害。现阶段煤化工行业需要加快转型，尤其是在废水处理方面，加强技术研发，实现废水零排放，真正打造环境友好型产业。本文对此进行了分析，并提出了一些浅见。

关键词：零排放技术；煤化工；污水处理；应用

引言

基于生态文明建设的影响下，绿色环保思想深入人心，煤化工行业在推动社会经济发展的同时，也形成了严重的环境污染。为了促进社会的绿色、健康、可持续发展，我国持续强化工业生产中污染物的控制，煤化工废水处理越来越受到社会的高度重视。因此，只有持续创新煤化工废水处理工艺，才可以确保社会经济的和谐发展。

1煤化工废水特点及分类

煤化工原料是煤，因特殊的生产过程，煤化工行业具有废水排放量高、污染强度大以及硬度高、悬浮物波动大、含有氰化物等特点。同时，煤化工废水处理具有脱氮效率低、有机物去除不彻底、零排放技术路线不成熟等问题。煤化工废水主要分为两类：一是有机废水，其特点是含盐量低，高浓度有机物含量高；二是含盐废水，其特点是含盐量高，盐离子成分复杂。其中，含盐废水又包括低盐废水、浓盐废水和高浓盐废水。目前，不少煤化工项目都计划实施废水“零排放”方案，但也存在着很多问题和技术难点。

2.煤化工废水处理中存在的问题

（1）预处理工作不到位。在煤化工废水处理过程中，若预处理工作不能顺利开展，则会对后续处理环节造成很大压力，导致后续工作难以顺利开展。但就现阶段的实际情况而言，国内煤化工废水预处理环节仍然存在各种各样的问题，如酚类物质或氨化合物浓度过高等，且废水中难以降解的化合物浓度过高，难以通过生物化学反应有效分解，预处理效果不尽如人意。（2）生物处理过程中存在不足。煤化工废水中的成分较为活跃，缺乏稳定性，废水的水质水量无时无刻不在发生明显的变化，这就导致微生物的生存环境受到严重威胁，许多微生物不能很好地适应水质的变化所带来的一系列不利影响，难以在多变的环境下开展讲解活动。因此，即使经过了生物化学处理，煤化工废水中仍然存在着大量的有害物质，大量有机大分子物质的存在导致废水处理的难度增大，需要更长的时间和更多的环节来确保煤化工废水的处理。（3）深度处理效果不理想。一般情况下，企业在进行煤化工废水处理时会根据企业的实际情况和经济效益的需要选择混凝沉淀法，该方法主要通过在废水中添加混凝剂，使得废水中的悬浮颗粒凝聚到一起，通过离心力的作用将较重的胶体颗粒收集起来，并采取相应的方式进行处理和净化，但这种方法所收到的实际效果是有限的，虽然可以有效地分离废水中的有机物、颗粒物质等有害成分，但仍然存在一定的有害物质残留，混凝技术仍需一定的改进和提高。吸附法的效果相对混凝沉淀效果较为显著，但该方法主要通过吸附剂或一些微孔材料、胶体等物质在废水中引发静电吸附或凝聚吸附，通过物理手段进行有害物质的凝聚。由于有害微粒体积小、质量轻、吸附性强、净化效率高等特点，吸附法被广泛应用到煤化工废水的处理过程中，但在一些废水规模较大的企业中，使用过程所需要吸附剂数量较大，这就导致了废水的处理成本较高，对企业的经营成本和利润造成影响。对于企业来说，吸附法难以适应其废水的处理工作，且容易造成废水的二次污染。虽然高级氧化法处理效果显著，但膜材料的成本无疑又一次限制了高级氧化处理法的广泛使用。

3零排放技术在煤化工废水处理中的应用

3.1应用生物法

根据微生物的种类，这种处理方式可以分为厌氧生物处理和好氧生物处理。随着我国煤炭工业的发展，工业废水的组成越来越复杂，其中存在着许多难以降解的有机物和有毒的污染物。如果单一的物理和化学方法处理不了，则可以采用微生物处理。利用微生物的代谢作用，可以得到污水中的营养物质，并对污水中的有机物进行高度的净化。采用生物工艺进行污水处理，具有运行费用低廉、运行方便等优点。在废水治理中，主要采用的是二次处理。但是，由于微生物的酸碱度、温度和养分含量都有很高的要求，这种方法不能适应环境的变化，而且具有很强的毒性，从而使废水的降解更加困难。生物物理结合法、化学生物结合法是未来煤化工废水处理的发展方向。

3.2膜浓缩技术

浓度越高，则相应的设备投入和操作成本也就越高，而浓度越高，则生产出的浓水就会越少，这对于降低投资和操作成本是非常有利的。由于不同的浓缩工艺对入水的最佳应用范围有很大的差异，因此，在选用哪一种浓缩工艺或工艺组合时，应根据水质的实际情况和经济性来确定。常规RO工艺已相当成熟，其关键在于最后的浓缩工艺是采用高压反渗还是电渗析。高压反渗透技术与常规反渗透工艺相似，利用压力差作为推力，使水从膜内流入淡水，从而实现对原水的浓缩。不同的是，电渗析技术可以通过离子交换和直流电场的作用，来实现对水的去除。高压、反渗透和电渗析的原理有很大的不同，操作参数、性能和使用范围都有很大的差别，电渗析的浓缩比DTRO要高，技术上更耐钙、镁、硅等污染，因为COD、硅等元素不会在浓水中积累，对后续的蒸发体系起到很好的保护作用，可以保证结晶后获得固态，从而提高无机盐的纯度。而高压反渗透装置施工简单，操作稳定，盐分去除效果好，二者均有被污染和堵塞的危险。纳滤技术是一种应用于工业软化水处理的新型膜分离技术。纳滤法对硫酸根和钙镁的去除效果均保持在95%以上。这样，在产水方可获得高纯度的氯化钠，然后进行蒸发、结晶，获得高纯度的氯化钠；不能通过纳滤膜的截留液中包含了氯化钠、硫酸钠的比例，采用蒸发、结晶、冻结等方法，获得高纯度的硫酸钠。

3.3膜分盐的浓缩和分质结晶工艺

由于国家政策和零排放标准的制约，许多煤炭企业都会在审批过程中，建立一个零排放体系，以满足现有的技术要求，从而取得相应的产品资质。比如山西A煤化工公司“零排放”污水工程，该项目是我国第一个“零排放”的煤化工废水，经过反复的技术攻关，取得了重大突破。从生产企业的角度来看，该工程的废水来源很多，主要有原料气、纯化塔、沉淀池等，这给企业的发展带来了更大的困难和复杂。根据我国煤炭工业的现状，通过实地调研和实验，确定了采用膜分离浓缩工艺、分质结晶工艺等工艺，实现“零排放”。在实际应用中，采用了膜浓缩工艺，对废水进行了处理，并对废水进行了再生，对废水进行了分盐、结晶器的处理，使废水达到了生产和循环使用的目的，而且，所分离的硫酸钠和氯化钠晶体，满足了煤化工副产物的基本需求，实现了资源的有效回收和利用。该工程建成之后，年处理废水能力可达120万t，不仅可以解决煤炭工业废水的污染问题，还可以提高企业的经济效益，同时获得较好的社会效益。从整体上看，根据煤炭工业的工艺特性，采用了先进的工艺设计思想，采用了膜浓缩技术，实现了废水的零排放，实现了废水的有效处理和利用。

结语

煤化工行业是我国能源领域的重要支柱性产业，但是其所带来的水污染问题又必须督促其尽早解决。“零排放”技术是目前最适合的污水处理技术，煤化工废水实现零排放是必然的，然而存在技术、经济、环境层面上的一系列问题。因此，应着重对现有煤化工零排放项目实际运行中的问题进行分析，从各种技术性能特点及其适用范围以及项目实际情况等方面，选择最佳的处理工艺，寻求技术、经济最佳结合点，为煤化工产业发展提供配套环保支撑。

参考文献

[1]张文，林长喜，彭永臻.现代煤化工废水近零排放技术集成与优化建议[J].环境工程，2021,39(11):41-45,109.

[2]王硕.煤化工废水零排放技术要点及问题的处理[J].化工设计通讯，2022,48(03):12-14.