劉茂軒 (中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司)

在傳統(tǒng)眼光下的煤化工被稱為是“三高一低”行業(yè)，也就是高能耗、高污染、高排放、低效益，這純粹的是對過度消耗資源還對環(huán)境產(chǎn)生污染的不可持續(xù)發(fā)展的方式，這種方式無以為繼。那么由此，使人們得到啟發(fā)：關(guān)于煤化工行業(yè)的發(fā)展要適時加速，推進現(xiàn)代化的煤化工發(fā)展。

一、煤化工行業(yè)發(fā)展概述

我們國家有相對豐富的煤炭資源，能源消費也是主要用煤，有高達70%左右的消費比，并且，我國的化學工業(yè)也是從煤化工開始的，不論是過去還是當今社會更甚至以后的發(fā)展，煤化工都是我國化學工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱之一。

我國煤化工產(chǎn)業(yè)區(qū)集中分布在黃河中下游、內(nèi)蒙古東部、中原等地。其廢水里面有很多有毒物質(zhì)，類似酚類、烷烴類、芳香烴類、雜環(huán)類和氨氮等。想要很好治理實屬不易，制約了此產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。這也就使煤化工廢水資源化研究被列入研究課題：沈陽院研發(fā)出技術(shù)——液膜萃取技術(shù)回收廢水中的酚類物質(zhì)，這是一種經(jīng)濟合理的廢水脫酚技術(shù)。

二、水質(zhì)分析圖

廢水名稱陜西榆林某企業(yè)蘭炭廢水內(nèi)蒙某企業(yè)蘭炭廢水東北某汽化廠煤制氣廢水pH 9-10 COD（mg/L）23777總酚（mg/L）5802 NH3-N （mg/L）19609-109-10285602100075645000-600063007679

1、煤化工污水種類繁多

按照工藝劃分就有：造氣、脫硫、變換、合成、精餾等，其中包含了很多水的處理、利用等操作單元。

按串級利用、一水多用、閉路循環(huán)等原則，從系統(tǒng)角度可最大限度的降低新鮮水消耗和廢水的排放量。

2、末端治理、廢水資源化

煤化工項目是個高度耗水的項目，要降低企業(yè)的耗水量，做到清污分流、廢水回用。 所以能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的最大化的利用是各個企業(yè)的發(fā)展必然趨勢。

三、廢水處理工藝基本要求和治理目標

工藝基本要求：

煤氣化廢水處理大體分為一級處理、二級處理和深度處理。劃分城市污水處理的概念不同：有價物質(zhì)的回收為一級處理，包括沉淀、過濾、萃取、汽提等用來除去部分灰渣、油類等。一級處理中主要重視回收有價物質(zhì)，例如回收用溶劑萃取、汽提、吸附和離子交換等脫酚。

1 技術(shù)成熟、經(jīng)濟合理的原則進行總體設(shè)計，力求節(jié)能降耗、工程投資低、運行成本低、操作管理方便、工藝技術(shù)先進成熟的廢水處理工藝流程。

2 工藝流程做到穩(wěn)定、高效、抗沖擊負荷能力強，運行靈活、設(shè)備布置合理結(jié)構(gòu)緊湊;

3 設(shè)備選型、匹配得當，運行穩(wěn)定可靠，性價比高，維護保養(yǎng)簡單，使用壽命長;

4 采用現(xiàn)代化自控技術(shù)，設(shè)置必要的監(jiān)控儀表，實現(xiàn)自動化管理，提高管理水平;

5 處理系統(tǒng)運行有一定的靈活性和調(diào)節(jié)余地，以適應水質(zhì)水量的變化;

6 設(shè)計美觀、布局合理。盡量采取措施減小對周圍環(huán)境的影響，合理控制氣味、噪聲。

廢水治理目標：節(jié)能減排是一個大的背景，傳統(tǒng)意義上煤化工污染控制模式總是先污染后治理已很難使保護環(huán)境和經(jīng)濟效益的最大化發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一了。

把控制污染源頭和末端的治理結(jié)合起來的零排放綜合治理模式，才能夠最大限度的節(jié)約資源，并且可以使資源進行高效利用，甚至達到不排放污染物的最終目標。

四、國內(nèi)外煤化工廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀

美國有的煉焦廠收集廢水，然后用等量湖水稀釋，經(jīng)生化處理后用于濕法熄焦。這個系統(tǒng)包含了脫焦油、游離蒸氨和活性污泥處理系統(tǒng)等。

日本某些公司處理焦化廢水使用催化濕式氧化技術(shù)，以TiO2和ZnO2作為載體的催化劑，這種催化劑能夠連續(xù)運行5年再生一次，試驗規(guī)模60t/d，廢水處理可直接排入天然水體或回用，但是成本也很高。

煤化工廢水產(chǎn)生的污染和其難治理的問題已經(jīng)成為發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)的因素之一。

我國大部分處理廢水系統(tǒng)還是二級處理工藝。先將回收廢水中的污染物并且進行利用后才進行處理，極少能夠達到廢水排放的標準。這都是因為沒有合理又經(jīng)濟可行的處理技術(shù)。

五、1液膜分離技術(shù)在廢水中處理中的應用

液膜分離是根據(jù)物質(zhì)的選擇性滲透通過液相膜達到使物質(zhì)分離或提純的一種集萃取、反萃取于一體的分離技術(shù)。液膜的膜不僅又分離系數(shù)高、比表面積大的優(yōu)點，而且分離的速度快，成本低、用途廣泛。液膜的形式有W/O（油包水型）和O/W（水包油型），本技術(shù)涉及的是W/O型乳狀液膜。

工藝流程：油相與水相在高剪切乳化機作用下，制成乳化液。 乳化液與廢水按比例混合,進入萃取裝置；萃取后靜止分層,上層為油相,進入破乳系統(tǒng),下層為處理后的廢水。萃取后的乳化液進入破乳系統(tǒng)，在靜電場作用下乳化液油水分離，分為油水兩相，油相可返回到制乳系統(tǒng)重新制乳,水相即為酚鈉水溶液?？捎晒S自行回收利用。

這些年，這個技術(shù)在回收廢水中有用資源的應用上得到快速發(fā)展。應用范圍也逐步擴大，尤其是在精細化工廢水治理方面，已經(jīng)是預處理高濃度、高毒性廢水的有效方式?；厥障喽甲兂闪嗽喜⑶抑匦吕?，環(huán)保經(jīng)濟還可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益，使水污染大大降低了。

2、液膜分離技術(shù)在高濃度含酚廢水中的應用

工藝原理：首先是用表面活性劑、添加劑和氫氧化鈉溶液（一定濃度）反應生成W/O乳化液,表面活性劑、添加劑屬油相，氫氧化鈉溶液屬水相，攪拌兩者制成的乳化液，使其在廢水中分散開，油相能夠溶解廢水中的酚,經(jīng)膜遷移到內(nèi)水相里成為酚鈉，鈉鹽不與油相相溶，所以不能再返回水相去了，這樣就可達到酚在內(nèi)相富集的目的。乳化液經(jīng)過萃取后經(jīng)過破乳分層，油相還可以重新制作乳化液重復使用，水相是最終回收相（酚鈉鹽）。（如圖1）

六、液膜分離技術(shù)處理煤氣化廢水中試研究

由于煤的種類、氣化工藝等不同，那么煤氣化產(chǎn)生廢水的水量和水質(zhì)也都不相同。廢水中含有煤氣冷卻、凈化過程中的冷凝液及副產(chǎn)品加工的分離水。這都由于煤中含的水、蒸汽和少量的反應水。其中最難治理的就非大魯奇加壓氣化工藝（如圖：2）產(chǎn)生廢水成分莫屬。

處理效果（如圖：3）

七、結(jié)論

我們的環(huán)境承載能力越來越弱，環(huán)境容量比較小、所以現(xiàn)在全世界都在提倡保護環(huán)境，對此非常重視，那么將來在煤化工這種傳統(tǒng)意義中污染高的行業(yè)中如何能夠更少的污染，同時還能降低投入、提高產(chǎn)量就非常重要了。能夠減少污染物的數(shù)量，并且使污染物可以得到重復使用，提高資源利用率，達到經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，把節(jié)約資源、保護環(huán)境作為標志。

針對煤化工行業(yè)來說，隨著發(fā)展壯大，對環(huán)境的影響是個很突出的問題，尤其是關(guān)于處理廢水方面，越來越受到社會和人們的關(guān)注，那么能更加深入了解煤化工廢水處理技術(shù)的相關(guān)知識，對煤化工行業(yè)的發(fā)展有著極其重要的影響，積極發(fā)展廢水處理產(chǎn)業(yè)，是發(fā)展煤化工的產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)道路。

因為液膜分離技術(shù)具備的一系列優(yōu)點，例如高效、獨特、選擇性高、應用面廣等等，使得它很多年來一直備受關(guān)注，很多科研人員都對這個技術(shù)重點的關(guān)注，所以其相關(guān)的技術(shù)的應用和理論正在逐步的向更完善的方面發(fā)展。

沈陽化工研究院就是其中之一，多年來一直致力于推廣液膜分離技術(shù)，并且在工程實際應用的方面已經(jīng)擁有了相當豐富成熟的經(jīng)驗。

沈陽化工研究院開發(fā)的液膜萃取脫酚技術(shù)達到了最大程度對廢水中酚的最大回收，可以收獲的經(jīng)濟效益顯而易見。以某內(nèi)蒙的煤化工企業(yè)舉例來說，利用了萃取技術(shù)之后，回收廢水中的酚類物質(zhì)可以做到800噸廢水就能夠回收2.2噸苯酚、0.32噸鄰甲基苯酚和1.0噸對甲基苯酚。初步的計算每噸廢水產(chǎn)生的經(jīng)濟效益就是110元。因此，該技術(shù)具有廣闊的推廣和應用前景。

[1]《煤化工廢水資源化技術(shù)簡介》沈陽化工研究院 程迪2011.11.23

[2]作者：鄒家慶.工業(yè)廢水處理技術(shù).2003

[3]謝全安，薛麗萍.煤化工安全與環(huán)保，化學工業(yè)出版社.2011