焦 蓬 白曉宇 孟 迎 衛(wèi)榮榮

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司化工研究院 山西太原 030021）

引言

“富煤、貧油、少氣”是我國先天性的石化能源結(jié)構(gòu)，這也決定了我國是以煤為主要能源的國家。大力發(fā)展煤化工能源技術(shù)符合我國的能源條件，是我國近幾十年發(fā)展的重要方向。煤化工屬于高耗水行業(yè)，水資源需求量大，隨著煤化工技術(shù)的不斷提高和煤炭資源的開發(fā)利用，煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)污水處理問題變得越來越突出。煤化工污水“零排放”就是將煤化工項目中產(chǎn)生的廢水進行處理，最終濃縮成為固體，而不再排放任何形式的廢水，以此來提高對水資源的利用率，節(jié)約水資源，減少環(huán)境危害?？紤]我國的能源環(huán)境現(xiàn)狀，實現(xiàn)煤化工污水的“零排放”已然成為煤化工行業(yè)發(fā)展的必然要求。

1 污水的“零排放”技術(shù)現(xiàn)狀

在科技的進步和污水處理技術(shù)不斷的發(fā)展優(yōu)化中，污水處理最早是直用直排，然后是采用源頭治理，之后初步形成分類分級處理的用水網(wǎng)絡(luò)，分質(zhì)回用實現(xiàn)污水減排，最終實現(xiàn)了污水的“零排放”?！傲闩欧拧奔夹g(shù)在20世紀70年代最早應用于火力發(fā)電廠[1]。研究目標是實現(xiàn)新鮮水用量最小化、工藝單元用水指標體系化、污水集中處理量最小化，達到分質(zhì)合理回用與節(jié)能和節(jié)水的耦合優(yōu)化。目前，擁有污水“零排放”技術(shù)專利的公司主要有CE公司、AquaTech公司、CombinedSolarTechnologies公司、Veolia公司、SIEMENS公司、GEAMesso公司[2]。表1為目前污水“零排放”技術(shù)情況。污水“零排放”技術(shù)已經(jīng)應用于多個行業(yè)中，比如大唐多倫煤化工煤基烯烴項目新增污水處理站工程、河北正元化工集團有限公司氮肥企業(yè)污水的零排放、韶關(guān)冶煉廠工業(yè)廢水的“零排放”等等，這都是在煤化工、氮肥、金屬冶煉污水“零排放”的成功案例[3]。

表1 目前污水“零排放”技術(shù)情況表

2 煤化工污水的“零排放”處理技術(shù)及應用

煤煉焦、煤氣凈化、化工產(chǎn)品回收精制等是煤化工污水排放的主要生產(chǎn)過程。煤化工污水一般水質(zhì)相對復雜，水量較大且有毒，含大量有機污染物、酚、硫和氨等，還有大量有毒的吡啶、喹啉、聯(lián)苯、吲哚等污染物。表2是煤化工中煤氣化污水的水質(zhì)情況，不同的煤氣化工藝，污染物的種類和含量也有一定的區(qū)別[4-5]。

表2 煤化工中煤氣化污水的水質(zhì)情況表

煤化工污水“零排放”處理技術(shù)主要包括污水的預處理、生化處理、深度處理及濃鹽水處理幾大部分，其中濃鹽水處理階段的蒸發(fā)結(jié)晶部分是實現(xiàn)污水“零排放”的重點和難點，從表1中我們也可以看出各污水“零排放”技術(shù)專利也主要是應用于濃鹽水處理的蒸發(fā)結(jié)晶階段。目前在國內(nèi)煤化工污水“零排放”成功運行的項目不在少數(shù)。

大唐內(nèi)蒙古多倫每年46萬噸的煤基烯烴煤化工項目，于2011年新增了污水處理站工程，2013年6月成功結(jié)晶出鹽，該項目是國內(nèi)第一座煤化工污水“零排放”技術(shù)成功運行項目。

中煤圖克BGL氣化廢水處理工程，該項目于2012年開始動工建設(shè)，2013年試運行成功。項目運行至今5年多，100%生化處理系統(tǒng)出水回用至原水系統(tǒng)，每天蒸發(fā)器系統(tǒng)處理600-720噸的高濃水，產(chǎn)生12-20噸鹽，真正實現(xiàn)了煤化工廢水的“零排放”。

神華寧煤煤制二甲醚及煤基烯烴一期項目，于2015年新增了污水處理項目，2015年12月成功結(jié)晶出鹽，該項目采用膜法濃縮與熱法蒸發(fā)結(jié)晶相結(jié)合工藝，是國內(nèi)第一家采用膜濃縮污水處理技術(shù)的項目。該工藝技術(shù)采用膜濃縮處理的同時，大大減少了熱法蒸發(fā)結(jié)晶的處理規(guī)模，使整個污水零排放項目的處理成本大幅度縮小[6]。

某大型一體化煤制烯烴項目，以煤為原料生產(chǎn)180萬t/a甲醇，該污水處理工藝中采用了非晶種法蒸發(fā)技術(shù)，該處理裝置自2016年8月調(diào)試并投入運行，運行一直比較穩(wěn)定[7]。

不過，并不是所有采用污水的“零排放”處理技術(shù)的項目都能成功。大唐克旗煤制天然氣項目廢水處理，該項目氣化采用“魯奇爐”工藝，自投產(chǎn)以來污水處理系統(tǒng)生化出水一直未達設(shè)計要求，導致后續(xù)零排放工藝段不能滿足處理要求。2017年與寧波工程有限公司簽訂污水處理優(yōu)化及改造項目工程設(shè)計。

結(jié)語

利用污水的“零排放”技術(shù)可以避免對水源的污染，隨著環(huán)保壓力的增大，煤化工項目污水的“零排放”勢在必行。目前，越來越多的煤化工項目采用污水“零排放”技術(shù)，尤其是新上煤化工項目。但由于在煤化工行業(yè)中，不同的原料、設(shè)備和工藝，產(chǎn)生污水的水質(zhì)情況有很大差異，我們只有針對企業(yè)污水的實際特點選用合適的工藝和技術(shù)，才能實現(xiàn)“零排放”，并且降低綜合投資和運行成本。