周玉

【摘要】近年來，我國化工污水治理技術(shù)取得了新進(jìn)展，研發(fā)出各種新型的污水治理先進(jìn)技術(shù)，越來越多的企業(yè)投入資金采用這些污水治理的先進(jìn)技術(shù)，逐步實現(xiàn)了污水零排放和回收在利用，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

【關(guān)鍵詞】化工；污水治理；電吸附技術(shù)；蒸氨新工藝；亞微米技術(shù)

近年來，我國化工污水治理技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，研發(fā)出各種新型的污水治理先進(jìn)技術(shù)，越來越多的企業(yè)投入資金應(yīng)用這些污水治理先進(jìn)技術(shù)，逐步實現(xiàn)了污水零排放和回收再利用，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

一、電吸附技術(shù)實現(xiàn)污水高端再生利用

目前我國石化、化工高耗水行業(yè)的污廢水回收再利用工程，還停留在將處理后的水回用作景觀水或綠化灌溉等低端使用水平，最新研發(fā)出電吸附除鹽水再生回用技術(shù)，將徹底改變低端使用處理后的水的現(xiàn)狀。污水經(jīng)常規(guī)二次處理后，再通過電吸附單元進(jìn)行除鹽處理，二次處理的水全面滿足再生水標(biāo)準(zhǔn)要求，可直接作為循環(huán)冷卻水等工業(yè)用水，實現(xiàn)了污廢水高端再生回收利用的目標(biāo)。

電吸附除鹽技術(shù)是利用帶電電極表面吸附水中離子的現(xiàn)象，將水中溶解的鹽類在電極表面富集濃縮，實現(xiàn)除鹽/淡化的新型水處理技術(shù)。從傳統(tǒng)除鹽技術(shù)來講，吸附技術(shù)具有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。目前世界許多國家都在開展此項研究，但是，由于在關(guān)鍵技術(shù)上未能取得突破，迄今仍停留在實驗室階段，一直未能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

江蘇省常州愛思特凈化設(shè)備有限公司，經(jīng)過長達(dá)7年多的研發(fā)電吸附技術(shù)，終于形成了國內(nèi)率先具有自主知識產(chǎn)權(quán)的飲用水深度處理、城市污水與工業(yè)廢水回用處理，以及苦咸水淡化處理除鹽工藝技術(shù)，在化工、石化和飲用水領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。

山東省齊魯石化研究院是國內(nèi)第一個應(yīng)用電吸附技術(shù)的單位。該院通過與愛思特的技術(shù)合作，2006年底，率先建成世界首例千噸級煉油廢水再生裝置，污水回用規(guī)模2400立方米/天，平均除鹽率62.3%，達(dá)到循環(huán)水補水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)估算，該裝置的噸水處理成本為0.72元。

太原化工集團(tuán)建成了萬噸級廢水再生處理裝置，其回用水水質(zhì)達(dá)到了化工用水標(biāo)準(zhǔn)要求，每噸優(yōu)質(zhì)再生水的成本為1.95元，遠(yuǎn)低于4元/噸的工業(yè)用水價格。據(jù)介紹，電吸附技術(shù)除了在污廢水再生回用方面的應(yīng)用以外，在飲用水水質(zhì)改善、海水淡化領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

二、硝酸生產(chǎn)實現(xiàn)廢水零排放

由山東省濟(jì)南雙硝技術(shù)開發(fā)有限公司與山東省華陽迪爾化工有限公司，共同開發(fā)的酸性水回收處理技術(shù)，利用裝置本身熱源，實現(xiàn)了硝酸工藝酸性水零排放。12萬噸硝酸裝置運行一年多來，年創(chuàng)效潤268萬元，折合每萬噸硝酸一次性投資僅10萬元左右，運行費用低，投資回收期6個半月。

據(jù)介紹，使用酸性水回收處理技術(shù)，可以全部回收硝酸生產(chǎn)廢水中的硝酸和脫鹽水。該技術(shù)分為硝酸回收和脫鹽水回收兩道工藝。以自身蒸汽為熱源，利用水和硝酸沸點不同進(jìn)行酸汽分離，將大部分10～12的酸水加工成稀硝酸產(chǎn)品，剩余0.03的酸水進(jìn)入回收工序后繼續(xù)進(jìn)行處理，達(dá)到脫鹽水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)入吸收塔頂部作為工藝水，多余的水進(jìn)入循環(huán)水池作為循環(huán)水使用。這在我國濃硝酸產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域是一個新突破，不僅使工業(yè)水得到了充分利用，而且優(yōu)化了循環(huán)水的水質(zhì)。同時，該技術(shù)還為硝酸企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為化工行業(yè)節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。

目前我國有稀硝酸生產(chǎn)廠70余家，總產(chǎn)能力約750萬噸/年。濃硝酸生產(chǎn)廠35家，總產(chǎn)能力275萬噸/年。生產(chǎn)濃硝酸90%采用硝鎂法生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生2%左右的酸性水。長期以來，國內(nèi)酸性水的排放問題一直沒有很好的解決方法，除少部分用于稀硝酸吸收回用和生產(chǎn)脫鹽水以外，大部分 都采用加入石子和液堿的中和法處理。以國內(nèi)平均水平計算，全國濃硝酸企業(yè)一年外排酸性水總量122萬噸，折合硝酸3.05萬噸，造成的經(jīng)濟(jì)損失在5000萬元以上。

三、蒸氨新工藝實現(xiàn)廢氨水高效回用

焦化企業(yè)的焦油污水來源于煉焦煤帶入水、煉焦化合水、粗苯分離水、精苯分離水、焦油加工分離水、煤氣水封水、蒸汽冷凝水等。其中煉焦化合水為剩余氨水，剩余氨水中含有氨、硫化氨、氰化物、酚、煤焦油等多種化合物。這種污水在蒸氨處理過程中具有很強的腐蝕性，且原有蒸氨工藝采用格柵塔板，分離效率低，蒸汽消耗大，每噸污水平均消耗蒸汽約0.2噸。

清華大學(xué)采用美國SLMSCl公司的PRO-II軟件進(jìn)行了蒸氨系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，利用自主開發(fā)的高效斜孔塔板代替?zhèn)鹘y(tǒng)柵塔板，提高了蒸氨的分離效率，降低了蒸氯熱耗，在相同條件下，比浮閥塔污水處理能力提高30%～40%；以焦?fàn)t煤氣為燃料給導(dǎo)熱油爐加熱，代替原來采用的蒸汽加熱，提高了蒸氨效率，降低了生產(chǎn)能耗；優(yōu)化了工藝設(shè)備防腐設(shè)計，根據(jù)蒸氯過程中各種介質(zhì)腐蝕性質(zhì)不同，選擇不同耐腐蝕材質(zhì)，解決了蒸氯腐蝕嚴(yán)重的問題；利用蒸氨廢水與原料氨水多級換熱，充分利用余熱降低能耗，解決了環(huán)境污染問題。

該項新工藝有助于剩余氨水等含氯廢水的處理和回用。據(jù)介紹，某焦化廠蒸氨工序采用了清華大學(xué)的優(yōu)化蒸氨系統(tǒng)及復(fù)合斜孔塔板后，蒸氨的分離效率顯著提高，蒸氨的蒸汽消耗由原來的180～200千克/噸剩余氨水降至120～150千克/噸剩余氨水（對應(yīng)進(jìn)料游離氨含量為4～6克/升，實現(xiàn)了塔釜游離氨含量300毫克/升，節(jié)能環(huán)保效果十分顯著。

四、微波無極紫外光催化氧化技術(shù)，讓印染廢水回收率達(dá)90%

武漢科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)研究所，開發(fā)解決了高溫有色印染水的回收利用難題。其科研成果為微波無極紫外光催化氧化技術(shù)。這項治理印染行業(yè)高能耗、高污染的新技術(shù)，讓印染生產(chǎn)實現(xiàn)了廢水回收率90%、節(jié)水90%以上的目標(biāo)，正贏得越來越多企業(yè)的高度重視和投入使用。

長期以來，需水量和廢水排放量大一直是困擾印染行業(yè)的一大難題。從印染生產(chǎn)線上排放的高溫廢水，不僅流走了熱能，各種色彩的廢水又污染了環(huán)境。據(jù)武漢科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)研究所介紹，該院所研發(fā)出的微波無極紫外光催化氧化技術(shù)及微波無極紫外光組合反應(yīng)器，開創(chuàng)了高溫紡織印染廢水處理回用先例。

國家發(fā)布的“十一五”水污染專項規(guī)劃，印染企業(yè)水污染治理也列入其中。據(jù)測算，高溫印染一般占到印染廠用水量的一半，一個小型的印染廠，每天用水量約5000噸。這項成果能對高溫有色印染水進(jìn)行有效脫色，高溫水又能循環(huán)使用。行業(yè)專家預(yù)測，這項成果在印染企業(yè)普遍推廣使用后，印染行業(yè)可實現(xiàn)節(jié)能減排20%的目標(biāo)。

武漢科技學(xué)院與武漢方圓環(huán)境股份有限公司合作，加快推進(jìn)新技術(shù)在企業(yè)實際操作中的推廣運用。2007年，武漢萬圓公司研制出成型設(shè)備，這是國內(nèi)第一臺，也是世界上第一臺用于紡織印染廢水綜合治理的工業(yè)化設(shè)備。

五、亞微米技術(shù)實現(xiàn)中水重復(fù)利用

多年從事亞微米分離技術(shù)研究和裝置生產(chǎn)的河北深州市凈化設(shè)備器材廠，在河北科技大學(xué)等科研院校的協(xié)助下，研制開發(fā)出高性能亞微米分離技術(shù)，并生產(chǎn)出亞微米凈水裝置，從根本上解決了工業(yè)循環(huán)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的難題，實現(xiàn)了中水的重復(fù)利用。

采用該技術(shù)生產(chǎn)的凈化裝置，具有過濾介質(zhì)孔徑均勻、阻力系數(shù)小、機械性能高、耐酸堿等特點。裝置運行過程中，完全達(dá)到了消除水質(zhì)中亞微米固形物的目的，確保了水質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

經(jīng)過部分石化企業(yè)應(yīng)用結(jié)果證明，利用該技術(shù)，過濾精度能達(dá)到了0.1微米，在懸浮物濃度為600mg的情況下，對水的雜質(zhì)去除率為98.1%，過濾純度比同類產(chǎn)品提高了10倍，濾速提高4～11倍。同時，由于該凈水裝置以高分子聚合物亞微米分離介質(zhì)為主要原料，其濾板機械性能更趨優(yōu)越，在-12oC～l05oC溫度范圍內(nèi)能保持性能不變。