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全部回用不外排现代煤化工应对“废水零排放”再认识
《中国煤化工》杂志 曲风臣 / 时间:2015-10-16 09:42:52

  据中国水业网2015年10月5日讯 今年环评报告上报环境保护部待批的7个煤化工项目,废水处理方案均表述为零排放。但到目前为止,环保部已对其中3个项目做出结论,均为不予批准。其中环保部均把“项目废水不外排的可行性和可靠性论证不足”作为重要问题提出,说明政府部门对煤化工废水零排放的不信任、不予认可。废水零排放俨然成为我国煤化工项目“万夫莫开”的“一夫当关”。
  废水零排放的内涵到底是什么?到目前为止缺少准确定义。GB/T21534-2008《工业用水节水术语》将“零排放”定义为“企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排”。但这个定义本身就不是很准确。
  大家注意到,近期国家能源局发布的《关于规范煤制燃料示范工作的引导意见》(征求意见稿)和工信部发布的《煤制烯烃行业规范条件》(征求意见稿)中,均没有废水零排放的提法,而是采用“工艺废水全部回收利用,循环水系统污水不向厂区外排放”的概念。根据这个概念,笔者认为,应该对煤化工废水处理有一个新的认识。
  应把有效防范水质波动放首位
  煤化工废水组成复杂,酚氨浓度高,可生化性差,是典型的难降解有机废水。如何高效地去除有机污染物,这一直是行业废水处理的热点。特别是煤化工废水水质波动大,如碎煤气化废水化学需氧量(COD)波动一般在3倍以上,某直接液化项目气化废水化学需氧量波动范围甚至达10倍以上。
  即使废水化学需氧量浓度不变,其污染物的组成也可能差异较大。现有煤化工废水处理工艺流程大都采用长流程的多级生化处理工艺,废水水质的频繁波动会影响生化系统的处理效果,甚至会造成系统瘫痪。因此,笔者认为,现代煤化工应把如何有效防范水质波动放到首位。
  为有效应对煤化工废水水质的频繁波动,可采取如下措施:
  一是优化气化、酚氨回收等工艺环节,提高废水稳定性;
  二是建设大容积的均质池;
  三是在进生化系统前,采用强化预处理措施。
  应以去除溶解性固体总量为主
  笔者认为,煤化工废水处理的设计理念,应以溶解性固体总量(TDS)的去除为主,而不是以“达标排放”情景下的化学需氧量去除为主。
  煤化工项目废水中溶解性固体总量的来源主要有以下三种:
  一是原水中带入,特别是原水为黄河水时,该部分所占比例较高;
  二是水处理过程中投加的酸、碱、阻垢剂、缓蚀剂等;
  三是煤气化过程中,煤炭中盐类物质的析出。
  现有煤化工废水处理系统一般将以上三部分高浓盐水混合在一起蒸发结晶。这样煤气化过程中析出的盐可能会由于含有重金属或有机物而污染其它两种盐,不利于综合利用,造成最终结晶盐处理难度和处理费用的增加。所以,煤化工废水系统设计应对各股盐水进行分质、分级处理利用,一是当原水盐分浓度较高时,可采取除盐前置,对原水进行零排放设计,产生的盐比较洁净,可作为副产品综合利用;二是对循环排污水系统进行零排放设计,产生的盐所含杂质相对简单,比较容易处理和综合利用;三是对污水处理系统进行零排放设计,产生的盐组分最为复杂,可根据实际组分的不同纯化综合利用或作为危险废物进行安全处置。
  不应过分强调工程实例经验
  投资运行成本低,工艺成熟可靠是污水处理设计应遵循的两大原则。现有煤化工废水处理流程设计大都在上述两大原则的引导下,采用运行成本相对较低、有运行案例的长生化流程,生化停留时间超过120小时。但从目前运行效果来看,并不理想。煤化工废水处理技术选择应综合进水水质、出水水质、能量消耗、药剂消耗、操作条件、投资、固体废物的处置、工艺成熟可靠性等多方面综合比选,在充分论证的基础上可考虑新的技术,而不应过分地强调要有工程实例经验。如某煤制油项目在生化处理前采用了强化预处理措施。该技术可以显著降低生物毒性,改善废水可生化性,有效抑制后续生化系统的生物泡沫问题,投资和运行成本也在可接受范围内。这样的实践就应该给予支撑和鼓励。
  最终目标不是水质最优而是不排
  笔者认为,废水零排放的最终目标是不排,而不是出水水质的最优,出水指标只要满足回用水点的用水指标即可。现有煤化工废水处理环节大都选择循环水系统补水作为主要回用水点,按照相关标准循环水补水的总溶解固体、化学需氧量浓度限值1000mg/L、30mg/L。
  目前选择的零排放工艺流程大多为多级膜处理流程,出水水质远好于上述标准值,实际上造成了废水的过度处理。
  笔者认为,煤化工项目应采用水夹点技术,在废水的梯级利用、循环使用、再生使用3个层次进行系统的集成,通过寻求不同水质、不同用户的最佳匹配,实现全过程废水产生量的最小化和水资源利用效率的最大化。
  废水能够全部回用就是零排放
  综上,笔者认为,煤化工废水处理应主要包括两个层次,一是采用节水工艺等措施提高用水效率,降低生产水耗;二是采用高效的水处理技术,处理有机废水及含盐废水,将废水全部回用,所有废水不外排且水污染物不以其它形式转移。只要做到这两点,就可以叫做“零排放”。
  现阶段我国煤化工废水处理确实存在诸多问题,但这是新技术应用过程中的必然阶段。国家应该以现有煤化工废水处理工艺为基础,充分总结经验教训,规范煤化工废水处理环节的建设、运行,提高处理技术、设备水平、运行经验以及人才素质的不断提升,来驱动煤化工废水零排放目标实现。
  (编辑单位:石油和化学工业规划院)

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