发表时间：2019-12-16T13:26:00.107Z 来源：《工程管理前沿》2019年第21期作者：李婉莹[导读] 随着我国社会的发展，水资源和水环境问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。
摘要：随着我国社会的发展，水资源和水环境问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。寻求处理效果更好、工艺稳定性更强、运行费用更低的污水零排放工艺，已经成为煤化工发展的自身需求和外在要求。所谓污水零排放，在国外称之为零液体排放，是指企业不向地表水域排放任何形式的废水。基于此，本文主要阐述了零排放技术在煤化工污水处理项目中的应用，以供参考。 关键词：零排放技术；煤化工；污水处理；应用
一、污水的零排放技术现状
在科技的进步和污水处理技术不断的发展优化中，污水处理最早是直用直排，然后是采用源头治理，之后初步形成分类分级处理的用水网络，分质回用实现污水减排，最终实现了污水的“零排放”。“零排放”技术在20世纪70年代最早应用于火力发电厂。研究目标是实现新鲜水用量最小化、工艺单元用水指标体系化、污水集中处理量最小化，达到分质合理回用与节能和节水的耦合优化。目前，我司污水“零排放”技术也已经应用于多个行业中，比如潞安集团（1000吨/小时）煤制油废水“零排放”BOO工程、安徽昊源化 工集团有限公司氮肥企业污水的“零排放”、鲁西化工（1500吨/小时）煤化工废水“零排放”工艺包，伊泰红庆河（300吨/小时）矿井水“零排放”工程等等，这都是在煤化工、化肥厂、矿井水污水零排放的成功案例。
二、零排放技术在煤化工污水处理项目中的应用
2.1污水处理
2.1.1污水预处理工艺
污水预处理工艺主要去除生化工艺不能去除的，同时又对生化处理有影响的污染物。德士古工艺污水的预处理目标主要是悬浮物、二氧化硅、硬度，多采用“化学软化+沉淀”的组合工艺；壳牌工艺污水预处理目标是类，多采用漂水破氰工艺进行预处理。鲁奇工艺污水预处理目标是油类及悬浮物，多采用“浮动收油+隔油+气浮”的组合工艺。
2.1.2生化处理工艺
生化处理是污水处理的核心工艺，其设计是否合理是出水达标的关键因素。从污染因子看，德士古工艺和壳牌工艺主要污染物是氨氮，鲁奇气化工艺除了氨氮外，还有COD。因煤化工污水的COD基本小于5000mg/L，到产甲烷阶段厌氧工艺并不常见，多采用水解酸化加好氧活性污泥法。煤化工常见活性
污泥法处理工艺有SBR、A/O等处理工艺。不同处理工艺有其各自的特点，适合不同的项目需求及水质场合。
（1）SBR工艺极其多种变形工艺典型特点是抗冲击、抗污堵、抗结垢能力强，在煤化工污水处理项目中应用广泛。可以根据水质、水量变化，调整步序及使用系列。典型的SBR及变形工艺常规均设置4个及以上系列，系列受冲击时，通过调整步序，既可以保证正常出水，同时受冲击系列也容易恢复。随着射流曝气方式及碟式曝气器的使用，即使来水不经过化学软化，曝气头堵塞问题也可大大减少。
（2）AO工艺与SBR同等生化停留时间前提下，该工艺占地小、投资低、仪表阀门量少。相对SBR及其变形工艺而言，AO常规采用推流式，其抗冲击及冲洗后的恢复性能方面没有SBR工艺强，但是其具有自身优势。比较典型的优点就是运行维护简单，只要煤化工上游工艺装置排水足够稳定，采用AO工艺还是比较经济的。总之，根据不同的污水水质特点，采用两种工艺均可达到预期目的。
2.1.3深度处理工艺
含盐废水处理污水生化出水中还含有少量氨氮和有机物，需要对其进行深度处理，才能达到回用水站的接管标准。深度处理工艺包括臭氧氧化、臭氧催化氧化、曝气生物滤池（BAF）、膜处理（MBR）等工艺。由于生化处理出水的B/C值低，一般需要通过高级氧化措施改善其可生化性，提高B/C比后再通过生物方法（BAF或MBR等）去除低浓度的有机物。煤化工常规的高级氧化方式有臭氧氧化和臭氧催化氧化，参
与反应的仅为O3，反应过程中不加其他药剂，不增加污水中的盐分，不产生污泥，工艺流程简单。该工艺为后续回用提供有机物指标保障，而且不增加盐分的负担。深度处理工艺是污水有机物处理的末端保障性单元，与污水回用单元衔接，起到承上启下作用。
2.2污水回用处理
生产、生活污水经污水处理站处理后，有机物污染大部分得以去除，若需达到回用水的指标，还需进一步处理，主要目的物就是水中的各类无机盐。煤化工项目除了污水处理站处理合格的水需要回用外，还有来自公用工程区的循环水排污水、脱盐水站浓盐水、废锅排水等（统称为清净下水）。两类水根据项目规划，可以合并回用处理或分别回用处理，常规均合并处理。
2.2.1回用预处理工艺
为了后续双膜单元的水收率及兼顾膜使用寿命，需要对来水进行化学软化处理，目的是降低硬度，同时去除二氧化硅、悬浮物等污染物。根据不同煤化工项目水质情况，化学软化多采用石灰纯碱法。也有个别项目硬度主要表现为暂时硬度，仅需采用石灰法即可。预处理设施处理效果的好坏是影响膜处理效果的关键因素，其常规工艺采用“化学软化+沉淀+过滤”的工艺，可以达到总硬度小于200mg/L，悬浮物小于5mg/L的工艺指标。
2.2.2膜处理工艺
经过预处理后软化的废水需进行脱盐处理。目前在我国已经应用的除盐工艺方法有离子交换法和反渗透膜法两大类。离子交换法因为树脂再生过程中会产生大量酸碱，只适合废水中含盐量不高的场合，而煤化工污水回用水电导率一般为2000~3000μS/cm，故反渗透膜法较为广泛地应用于煤化工污水回用系统。为了保证反渗透单元的水收率，同时减少膜污染导致的频繁清洗，反渗透膜之前均设置了超滤膜，组成常规的双膜工艺。
2.3浓盐水处理
回用水站的反渗透产水回用于循环水补水，浓水进入浓盐水处理站。零排放项目越到后端，投资及运行费用越高。为减轻末端热法蒸发结晶单元规模，可复核含盐量，在含盐量允许情况下，浓盐水可进行再脱盐浓缩，以提高水回收率。目前，煤化工浓盐水处理工艺多样，以总进水含盐量2000mg/L，水量是1500t/h项目为例。（1）常规工艺：“化学软化+沉淀+过滤+浓水双膜”，浓水最终可以浓缩到30g/L，实现15倍浓缩，最终蒸发结晶单元规模100t/h；（2）高效反渗透：“化学软化+沉淀+过滤+离子交换软化+浓水双膜+高效反渗透”，最终浓水浓缩到60g/L之后进蒸发结晶单元，浓缩30倍后蒸发结晶规模是50t/h。
2.4蒸发结晶工艺
经膜法浓缩后的高浓盐水含盐量高，盐质量分数约6%~15%，难以回收利用，为了实现污水“零排放”，
需要进一步浓缩处理。目前有蒸发塘和热法蒸发结晶两大类方式。蒸发塘因其受场地及环境因素限制，目前多不采用。热法蒸发结晶因其占地面积少，结晶盐可控制等优势目前被广泛应用于零排放技术的末端。热法蒸发结晶现在有两大类，一类是机械蒸汽压缩循环蒸发工艺（简称MVR），另一类是多效蒸发工艺。二者均为先浓缩后结晶的处理方式。对比二者，从能效来说，MVR工艺的处理成本最低，适用于蒸汽条件不足的煤化工项目。多效蒸发工艺因其动力设备少，工艺流程简洁，运行维护简单，虽运行费用相对较高，适用于废热蒸汽有余的项目。热法结晶产出的盐分，被大部分煤化工项目所在地区的环保部门定义为危废，外运处理费用超过2000元/t，为减少企业环保负担，热法结晶工艺可以通过控制蒸发结晶单元的设计参数达到分盐至产品级的目的，最后分出的氯化钠产品达到GB/T5462—2003《工业盐》中日晒工业盐二级标准，硫酸钠产品达到GB/T6009—2014《工业无水硫酸钠》中Ⅲ类合格品标准，杂盐含量小于总盐量的15%。
三、结束语
综上所述，目前我国在煤化工行业，使用和正准备使用零排放的企业越来越多，其主要应用上述处理技术对高含盐水进行处理，以此最大限度地进行水利用，达到企业零排放的目的。随着环保压力的加大，采用零排放技术势在必行，只要企业克服技术和投资瓶颈，零排放完全可以在化工行业、煤化工行业实现。
参考文献：
【1】冯学超. 煤化工污水特性分析与处理关键技术研究[J]. 科技创新与应用，2016（04）【2】王书宇. 新形势下煤化工污水处理技术分析[J]. 当代化工研究，2017（08）
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