鄂尔多斯市煤化工废水“零排放”问题探讨研究

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摘要：鄂尔多斯市是国家煤化工产业示范基地， “十二五”期间大批煤化工项目落地鄂尔多斯。“十三五”国家陆续核准批复几个大型煤化工项目，随之而来面临的一个突出问题就是高盐水处理这一当今现代煤化工产业发展的重要瓶颈制约问题，实现废水“零排放”及结晶盐的回收处理工作是鄂尔多斯面临的亟待解决的关键问题。本文结合实际对鄂尔多斯市高盐水处理存在的主要问题、发展方向进行简要分析与探讨，以供今后高盐水处理工艺的应用参考和借鉴。

关键词：煤化工；废水；零排放；技术方法；发展方向

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2016）05-0036-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.05.008

Discussion on "zero discharge" of coal chemical industry waste water in Ordos City

Qi Wei

（Ordos Pollutions online monitoring Center，Inner Mongolia 017000）

Abstract：Ordos is the national coal chemical industry demonstration base， a large number of coal chemical projects floor in Ordos during the "12th Five-Year" period. Our country has approved several large coal chemical projects In 13th Five-Year， an outstanding problem that comes with the problem is that the high salt water treatment is an important bottleneck restrict of the development of modern coal chemical industry， the key problems to be solved are the realization of "zero discharge" of waste water and recovery of crystalline salt in Ordos. In this paper， the main problems existing in the treatment of high salt water in Ordos City are analyzed and discussed in this paper. In order to provide reference for the application of high salt water treatment technology in the future。

Key words：Coal chemical industry；Wastewater；Zero discharge；Technical methods；Development direction

现代煤化工是以煤为原料生产碳化学品及其衍生物的新型化工产业鄂尔多斯市各类煤化工项目的密集建设和发展，只有采取以环境和资源可承受能力为基础的高效率、低能耗、低污染、低排放的经济发展方式，才是现代煤化工惟一可接受的可持续发展道路。鄂尔多斯市地处于西北多旱少雨地区，水资源再利用与环境保护问题日益突出，煤化工的环保问题，归根到底是要解决煤化工废水的处理的问题。

1 煤化工的耗水量和高盐水来源及特征。

1.1 煤化工项目耗水情况

新型的煤化工主要包括煤制油、甲醇、烯烃、天然气、乙二醇、二甲醚等煤化工项目。能耗的相关指标见表1-1。

1.2 煤化工项目废水来源和分类详见表1-2

1.3 煤化工废水特征

煤化工废水的显著特点是高COD（油类，酚类）、高氨氮、高色度、高无机污染物（硫化物、氰化物、盐），废水排放量大、成分复杂、难生物降解及致癌致突的特点。典型煤化工废水水质见表1-3。

2 煤化工高盐水的处理工艺

根据煤化工高盐水的特点及处置需求，目前采用的煤化工废水处理工艺流程为：酚氨回收前置处理、污水预处理、生化处理、深度生化处理、膜处理回用、浓盐水处理、蒸发结晶及盐的分质回收利用。

2.1 生化处理

生化处理煤化工废水为整个处理工艺的关键，该工艺成熟稳定，适合处理复杂成分，浓度高得有机废水，可以大幅度的降低COD、总氮等有机污染物的浓度，为后续处理奠定良好的基础，一般的工艺流程图见表2-1。

2.2 膜处理

膜分离技术是利用膜对混合物中各组分选择透过性能的差异来分离、提纯和浓缩目标物质的新型分离技术。目前广泛应用的膜分离技术有五种，分别是超滤、微滤、纳滤、电渗析和反渗透。按照脱盐能力的大小可将其进行初步划分，即微滤<超滤<纳滤≤电渗析<反渗透。

2.2.1 超滤、微滤、纳滤膜分离技术主要用于气、液相微粒、细菌以及其他污染物的截留去除，最小截留分子量可达 80—1000Dal。尤其是对标准有机物和Mg SO4、CaCl2溶液的截留率最高可达 90%，可以有效去除悬浮物（ SS）、胶体等相对较大的颗粒物，以达到净化、分离、浓缩的目的。

2.2.2 电渗析与反渗透是脱盐技术中常用的两种方法。 前者是以电位差作为推动力，后者则是以渗透压作推为动力的膜分离过程，这两种技术也得到了进一步的改良与优化，主要体现在倒极式电渗析（ EDR）技术和高效反渗透（ HERO）技术。

2.3 热蒸发技术

主要针对含盐量在4%（质量分数）左右或更高浓度的含盐废水进行蒸发浓缩的工艺，其特点主要表现在：①一般使用物理方法进行蒸发浓缩，有时可见化学法（ 焚烧、高级氧化等）；②废水处理量普遍不大，有的甚至很小；③处理成本和能耗普遍较高；④固废产生量大，成分复杂，无法有效回收再利用等。热蒸发技术主要有多效蒸发、机械压缩再蒸发、膜蒸馏等技术。

2.3.1 多效蒸发

（MED）技术多效蒸发是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源并冷凝成为淡水，每一蒸发器称作“ 一效”。 一般情况下，循环蒸发器的串联个数（ 效数）为3—4 为宜。 根据工艺条件的不同，其工艺流程主要有并流、逆流法、平流法、混流法四种。多效蒸发主要适用于高盐份、高有机物含量废水的单独处理，同时配合膜技术实现全范围的“零排放”工艺。

2.3.2 机械压缩再蒸发

（MVR）技术利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的热“焓”，并将二次蒸汽导入原蒸发系统作为热源循环使用，该技术大幅度降低了蒸发器蒸汽的消耗量，补充的蒸汽也仅用于系统热损失和进出料温差所需热“焓”的补充，节能效果相当于“十效”蒸发系统，是目前国际上应用较为广泛和先进的蒸发器技术。

2.3.3 膜蒸馏

（MD）技术膜蒸馏是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技术，即通过冷、热侧相变过程，实现混合物分离或提纯。与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比，该技术具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等优点，可充分利用太阳能、废热和余热等作为热源。根据冷凝方式的不同，膜蒸馏技术可划分为接触式、空气隙式、气扫式和真空膜蒸馏四种形式。如鄂尔多斯市中煤大化肥就是采取这种工艺基本实现了工艺废水“零排放”。

3 煤化工废水“零排放”存在的问题

煤化工废水零排放技术研究和应用在我国处于起步阶段，其零排放虽然在技术理论方面基本可行，但在实际工程设计中存在诸多难点，面临这严峻的考验。

3.1 气化工艺有机废水水质波动大、预处理难度高，经生化处理后水质仍不能满足循环再生水水质标准，会对后续浊循环系统造成腐蚀、缩短系统寿命等问题，鉴于此部分出水无法达到回用水要求，只能送出界外。

3.2 浓盐水膜浓缩和多效蒸发结晶投资大、能耗高，污堵问题和设备腐蚀问题严重。水中污染物对膜装置的堵塞和高盐分对设备的腐蚀会降低膜浓缩和多效蒸发的处理效率和装置的使用寿命，需要加大量的软化剂进行除垢，运行成本极高。

3.3 零排放衍生二次污染问题突出。煤化工废水零排放最终的出路为直接通过结晶，另一种是回收废水的70-80%其余到蒸发塘实现自然结晶。但在实际的过程中两种方法都存在缺点，衍生的二次污染不可无视。如中煤图克大化肥每天约产生结晶盐1吨左右，由于结晶盐成分复杂，部分性质还属于危险废物且目前还没有结晶盐的分盐分质处理技术，日积月累造成大量结晶盐的堆存，造成二次环境污染。高浓度盐水去蒸发塘，实际运行过程中企业外排水量远高于蒸发塘的设计储水能力，其储存和实际能力明显不足，致使池子越建越多，就环境而言存在高位运行面临溃坝危险，浓水中易含有工业污染物对地下水构成潜在污染等问题。

3.4 经济合理性不高，投资过高。现代煤化工项目投资额基本都在100亿元上，其废水处理工段的投资就高达6-8亿元，水处理投资额均占项目环保投资的50%以上，一般处理到回用90%左右的高盐水其处理成本为40元每吨高盐水。鄂尔多斯市中煤大化肥处理到结晶盐，吨产品需要增加60元。

4 鄂尔多斯市煤化工废水出路的探索

煤化工项目废水零排放存在能耗、运行成本高，系统风险大，以及可能存在污染转移等问题，严格意义上的零排放难以实现。我们应从稳定生产工艺前端入手，提高水循环利用水平，实现废水处理工艺能力的匹配、加废水回用点，减轻末端处理压力，强化风险防范等方面考虑。

4.1 加快推进煤化工废水处理关键技术研究，探索煤化工行业废水处理合理途径

鄂尔多斯市煤化工行业项目多、体量大，解决煤化工废水零排放运行管理的关键问题在于系统的风险防控，对不同煤化工项目废水实施分质处理回用，最大限度的回收利用水资源，探索含盐污水的“最小化”排放控制技术路线。同时加强煤化工废水的高科技创新技术研究，重点从酚氰废水、高有机酸废水、高盐水的处理技术突破。

4.2 提升煤化工园区水资源统筹调度能力，全面加强园区基础设施建设

目前煤化工废水零排放，主要依托高效浓缩结晶、蒸发塘等方式实现，就单个、分散项目而言，废水零排放的能耗、物耗极高，且水平衡调度困难，存在较大的环境风险。在园区工业废水治理、灰渣厂利用、蒸发塘配置、降低区域环境风险等方面进行统筹调度，最大程度体现分类规模化环境效益。

4.3 合理适度引进煤化工项目，开展资源承载力和环境容量研究

目前鄂尔多斯的煤化工项目已经非常多，在我们的管理水平不足的情况下，尽量不要再盲目引进新的项目。另，目前已有的项目和地区环境容量、承载力是否相匹配，应该科学合理的去研究调查，为日后煤化工项目上马划出度量的标尺线。

4.4 严格日常监督管理、实施财政、税收优惠措施

各级人民政府要抓好现有煤化工项目的环评、验收、监管、后评价等全过程的日常监督管理，全力提高废水零排放的执行力。另外，要结合地区实际出台较为切实可行的地方标准和环境监管政策措施同时地方政府配套合理的财政税收优惠政策支持煤化工废水零排放技术的发展壮大。

参考文献

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