程以東，楊大衛(wèi)

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0 引言

在化工生產(chǎn)領(lǐng)域，常常伴隨著資源的消耗以及大量污染源的排放，產(chǎn)生經(jīng)濟效益的同時也帶來了許多負面影響，尤其是在煤化工生產(chǎn)領(lǐng)域，其產(chǎn)生的污水成分較為復(fù)雜，如何實現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)污水的零排放，提高企業(yè)的環(huán)保程度和技術(shù)水平，越來越成為煤化工企業(yè)提升自身效益和社會認可度的關(guān)鍵一環(huán)，針對企業(yè)的不同生產(chǎn)情況，采用并創(chuàng)新相應(yīng)的零排放技術(shù)，推進煤化工企業(yè)的節(jié)能減排目標實現(xiàn)，是當前企業(yè)生產(chǎn)要解決的重要難題。

1 煤化工企業(yè)污水種類及來源

煤化工企業(yè)在煤及煤相關(guān)產(chǎn)物生產(chǎn)中會涉及到一系列的脫硫、脫硝工作，這些化學(xué)反應(yīng)均會涉及到污水的排放和處理[1]。主要產(chǎn)生廢水的來源就是由于煤炭的品質(zhì)不同，在煤氣化液化的操作過程中會存在一些雜質(zhì)，同時在進行煤炭的一系列加工過程中，會涉及到將水煤氣液化，最終成為所需產(chǎn)物的過程[2]。由于很多煤炭相關(guān)的化工產(chǎn)品都要在水煤氣的幫助下實現(xiàn)其產(chǎn)物的形成，而在水煤氣到水煤漿、再到所需煤化工產(chǎn)物的過程中，就會產(chǎn)生大量的污水排放物[3]。這些排放物具有較為復(fù)雜的成分和結(jié)構(gòu)，比如其含有烯烴、炔烴等這類有毒有機物[4]，這些污染物排入水中就會給自然的淡水資源造成極大的破壞，如果這部分含有雜質(zhì)的污水不經(jīng)任何處理就排入自然環(huán)境的話，對煤化工產(chǎn)業(yè)周圍的自然環(huán)境造成負面影響。因此需要對煤化工產(chǎn)生最終產(chǎn)物的過程，進行污水質(zhì)量的監(jiān)測和處理，達到最終排放的基本要求后，再將其排入自然環(huán)境，避免污水造成不良的環(huán)境影響。煤化工生產(chǎn)中的廢水，其主要成分是由無機鹽和有毒的有機物組成的。這些有機物大部分是含氮的化合物質(zhì)，眾所周知，氮氧化物和硫化物都是會造成環(huán)境污染且對人體有害的有機物；同時在無機鹽的處理上，這些廢水會在洗滌過程中加入部分無機鹽類，目的是去除產(chǎn)物中的部分離子。但如果將污水直接排入環(huán)境，由于這部分無機鹽含有一部分重金屬離子，將會給水資源帶來較大的污染，也不利于之后的水質(zhì)凈化處理。因此，綜上所述，在煤化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)零排放，就要從污水的處理方式入手，探究能夠滿足污水零排放化工企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)國家節(jié)能減排的目標，保護我國化工工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。

2 零排放技術(shù)的概述

零排放技術(shù)指的是工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)中不斷向周圍環(huán)境排出廢水時，將廢水中的無機鹽和有機物進行回收再利用。即先進行濃縮或者經(jīng)過過濾機進行過濾后，將這些物質(zhì)進行回收再利用，再將剩余部分水排入環(huán)境中，對于這部分有機物和鹽類經(jīng)過濃縮蒸發(fā)結(jié)晶后形成結(jié)晶物質(zhì)，再進行排放或填埋，一部分污染物還能成為化工原料回收再利用，實現(xiàn)對煤化工企業(yè)周圍的環(huán)境保護，降低污染。這種技術(shù)可以實現(xiàn)污染物的結(jié)晶轉(zhuǎn)移，進而進入環(huán)境內(nèi)部以實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)使用。這種工藝的一層含義是指將污染物進行降排、減排，實現(xiàn)污染物零排放，另一層含義則是指將其中產(chǎn)生的污染物進行再利用，實現(xiàn)物質(zhì)資源的回收再使用。在煤化工的生產(chǎn)領(lǐng)域，零污染排放工藝主要是針對煤化工生產(chǎn)過程中污水的治理，將污染物和能源浪費排放降低到零排放水平，因而可以從兩個方面進行入手來減小污染，一方面是加強技術(shù)水平的提高以求污染物的高效處理，減小在污水中污染物的含量；第二個方面就是可以從污水的處理和排放技術(shù)上入手，從切斷污染源的角度實現(xiàn)污水中間排放過程的凈化，對于其中的污染物質(zhì)可以進行資源的再回收使用，從而實現(xiàn)資源的自我消化利用。

3 化工企業(yè)污水處理工藝技術(shù)

煤化工企業(yè)的污水處理可以分為有機物的處理和無機鹽的脫除，對于不同的廢水要使用相應(yīng)的廢水處理技術(shù)來實現(xiàn)對污染物更好地處理。

3.1 有機廢水的處理技術(shù)

對于有機物含量高的煤化工有機廢水要先進行有機物的脫除，這些富營養(yǎng)化的廢水排入自然環(huán)境中往往會消耗水中的溶解氧等物質(zhì)，引起水體水質(zhì)的惡化。為了避免水體污染，就要對這些有機物進行生物化學(xué)方式的處理，首先采用絮凝沉降的有機物處理方法進行有機物吸附，這其中絮凝劑要根據(jù)廢水的實際情況選取合適的產(chǎn)品。絮凝沉降是對廢水中的物質(zhì)進行沉降，將其中所不需要的有機物產(chǎn)品進行絮凝后除去，由于有機物廢水還含有一部分溶解氧存在，所以要加入氧化劑進行有機物氧化，實現(xiàn)對有機物活性的降低，在進入之后的沉降過程時，可以對廢水達到初步處理的目的，減少之后絮凝劑的用量以及沉降過程成本的消耗。隨后進入反滲透設(shè)備進行處理，進一步地降低有機物及雜質(zhì)含量，使之滿足最終冷卻水的標準進入生產(chǎn)工藝流程內(nèi)循環(huán)使用。最后是在冷凝過程中發(fā)揮循環(huán)水的作用，提高生產(chǎn)過程的使用效率，加強設(shè)備的環(huán)保性和整個工藝的節(jié)能減排程度，減少了煤化工廠的生產(chǎn)消耗成本。

3.2 含鹽廢水的處理技術(shù)

在煤化工企業(yè)的廢水處理中，對于含鹽廢水也需要采用相應(yīng)的技術(shù)來實現(xiàn)鹽離子的去除，最重要的方式就是使用膜處理技術(shù)。基本原理是將鹽水通過高分子的濾膜，用過濾膜使廢水中的鹽離子篩選出來，用相關(guān)的膜處理將廢水中大部分的鹽離子脫去。隨后將分離出的鹽水使用蒸發(fā)結(jié)晶法進行結(jié)晶處理，基本原理就是在不同的沸點下，按照不同鹽類的性質(zhì)不同進行分別提取，并且按照不同鹽離子的性質(zhì)進行相應(yīng)的分類儲存。在這個過程內(nèi)實現(xiàn)了各個物質(zhì)的充分利用，隨后將蒸發(fā)結(jié)晶過后的蒸餾水通過冷凝，再進入循環(huán)冷水系統(tǒng)作為冷卻水再利用，在這個過程中提高了廢水的使用效率，而如今的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)不再是整體共同工作，蒸發(fā)過程和結(jié)晶過程是分別工作。目前較多企業(yè)采用了膜蒸發(fā)技術(shù)，是將廢水先進入蒸發(fā)室內(nèi)，隨后進行加熱過程。這種工藝可以在每個換熱管中均勻形成一層膜，液體在膜內(nèi)進行流動就達到了蒸發(fā)的目的；同時在結(jié)晶過程中，運用閃蒸工藝即時地分離出各種鹽離子，最終將冷凝水送入回流裝置繼續(xù)使用，就實現(xiàn)了含鹽廢水的零排放，同時促進鹽類物質(zhì)充分再利用，就能達到相應(yīng)的質(zhì)量要求以及廢水排放標準。在煤化工企業(yè)的廢水處理中，不僅包含了有機廢水的處理系統(tǒng)，還包括含鹽廢水的處理設(shè)備，除此以外還包括了部分廢水處理輔助設(shè)備如離心機、干燥機。在這些設(shè)備的共同作用下，就可以實現(xiàn)煤化工廢水的零排放工藝。

4 煤化工企業(yè)的零排放工藝及應(yīng)用

煤化工企業(yè)的污水零排放工藝主要是由污水預(yù)處理工藝、生化水處理工藝、深度處理工藝、濃鹽水處理工藝和污水回用工藝共同組成的，其中在濃鹽水的處理部分，將各類鹽類物質(zhì)分離的過程是實現(xiàn)污水零排放的關(guān)鍵過程。

4.1 污水預(yù)處理

污水的預(yù)處理工藝，主要是用來脫除之前工藝所不能去除的二氧化硅、懸浮固體物質(zhì)和硬度處理，部分工藝還能實現(xiàn)對氰化物的去除和油類的吸附脫除，為之后的廢水處理系統(tǒng)進行初步過濾。

4.2 生化處理工藝

生化處理工藝是煤化工企業(yè)污水處理的關(guān)鍵部分。在我國煤化工企業(yè)中，以德士古和殼牌企業(yè)為主的先進工藝，主要是進行碳氮有機物雜質(zhì)的脫除；隨后在其基礎(chǔ)上實現(xiàn)對COD含量的降低，一般來說需要降低至5000 mg/L以下，常用的去除方法是好氧污泥A/O、SBR等工藝。就是利用抗結(jié)垢、抗沖擊強的污泥特點，進行COD的有效脫除，而A/O 工藝的生產(chǎn)成本低、占地面積小，在日常維護中操作較少，適用于煤化工企業(yè)污染物化學(xué)需氧量低的污水處理。

4.3 深度處理工藝

在進行生化處理完成后，需要對以上步驟沒有處理完成的碳氮化合物、有機物等進行深度去除，達到排放的標準才能進入后續(xù)的工藝過程。包括了臭氧化、催化氧化和曝氣等操作過程，在這些深度處理工藝中，臭氧催化氧化和臭氧化是運用得較多的化學(xué)深度處理工藝，其過程不涉及額外的污泥物質(zhì)消耗和其他藥劑的損耗，工藝流程相對較簡單，同時節(jié)約了整個工藝的生產(chǎn)成本。

4.4 污水回用工藝

在通過深度處理后，各個流程所分離出的廢水都可以根據(jù)實際情況進入回收利用裝置繼續(xù)進行二次利用。包括脫鹽系統(tǒng)中的高鹽廢水、鍋爐排水等等，這些廢水在進行回收利用之后還能繼續(xù)進入循環(huán)水系統(tǒng)進行使用，增加廢水使用效率，從而實現(xiàn)整個企業(yè)水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟環(huán)保。

(1)廢水預(yù)處理。為了方便廢水的再利用，需要對廢水進行預(yù)處理工藝，去除其中的懸浮固體、溶解氧、二氧化硅等會造成二次污染的有害物質(zhì)，對于這些物質(zhì)可以采用石灰物質(zhì)和純堿進行結(jié)合脫除，最終使廢水的中硬度小于200 mg/L，懸浮固體物質(zhì)小于5 mg/L，就實現(xiàn)了廢水的預(yù)處理過程。

(2)膜處理工藝。在經(jīng)過廢水的預(yù)處理后，就要對高鹽廢水中的鹽離子進行凈化。在化工行業(yè)中，除鹽方法主要分為離子交換樹脂法和反滲透膜法。離子交換法就是用樹脂進行廢水離子脫除，但由于其在離子交換樹脂的再生過程中會涉及到大量酸堿的排放，污染較大，故適用于所含離子較少的含鹽廢水凈化；而在煤化工污水中，反滲透膜法的處理工藝更加普遍，反滲透膜技術(shù)是與其他膜技術(shù)共同組成的超膜工藝，反滲透膜由于孔徑小，對進水要求高，因此采用納濾、超濾等技術(shù)手段。這些工藝在過濾進水中雜質(zhì)的同時，為反滲透系統(tǒng)提供了進水質(zhì)量高的廢水，減少了膜的清洗頻率，提高污水回用工藝的效率。

5 結(jié)語

在煤化工企業(yè)的實際生產(chǎn)中，對于其化學(xué)廢水的處理日漸受到相關(guān)部門和技術(shù)人員的重視，使用零排放工藝技術(shù)，做到對煤化工廢水污水的回收和再利用，將所排放污水進行處理達標后排出生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)煤化工企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)，推進國家節(jié)能減排目標的實施。