煤化工廢水處理：技術(shù)路線確立

我國煤炭資源和水資源分布極不均衡且呈逆向分布，水資源和水環(huán)境問題成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，特別是“水十條”的發(fā)布實(shí)施使這一問題更加嚴(yán)峻。為此，我國一直致力于發(fā)展煤化工廢水“零排放”技術(shù)，相關(guān)研究也在逐步深入，整套集成技術(shù)逐漸成熟，基本確立了“預(yù)處理—生化處理—深度處理—高鹽水處理”這一實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”的技術(shù)路線。
　　預(yù)處理 預(yù)處理一般包括隔油、酸化、沉淀、氣浮、砂濾、溶劑萃取等，其方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)在主要應(yīng)用的是溶劑萃取法。在萃取法中，絡(luò)合萃取劑被逐步淘汰，溶劑萃取以其不需要酸堿調(diào)和為優(yōu)勢最近開始興起，并逐步占據(jù)市場。
　　預(yù)處理要根據(jù)不同水質(zhì)情況采取有針對性的技術(shù)措施。比如神華集團(tuán)煤炭直接液化項(xiàng)目產(chǎn)生的含酚酸性廢水，H2S、NH3和酚含量高，采用雙塔汽提和異丙基醚萃取，可使H2S、NH3和酚的濃度達(dá)到生化處理范圍。
　　預(yù)處理也可將廢水中大分子難降解有機(jī)物事先去除或分解，如采用正辛醇和環(huán)己烷作為萃取劑對焦化廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行萃取，廢水可生化性由0.09升到0.29，COD去除率68.81%變?yōu)?8.63%。
　　生化處理 生化處理國內(nèi)外一般采用缺氧、好氧生物法處理(A/O工藝)。但由于煤化工廢水中的多環(huán)和雜環(huán)類化合物，好氧生物法處理后出水中的COD指標(biāo)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
　　為了解決上述問題，近來出現(xiàn)了一些新的處理方法，如生物炭法(PACT)、生物流化床處理法(PAM)、固定化生物技術(shù)、載體流動(dòng)床生物膜法(CBR)、厭氧生物法，厭氧-好氧生物法等。
　　生物炭法(PACT)能處理生物難以降解的有毒有害的有機(jī)污染物質(zhì)，對高濃度大分子有機(jī)物具有良好的處理效果;生物流化床處理法(PAM)降解效率較懸浮生長活性污泥工藝成倍提高，還具有很強(qiáng)的硝化去除氨氮能力;固定化生物技術(shù)是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，經(jīng)過馴化的優(yōu)勢菌種對喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2~5倍，其對吡啶等物質(zhì)降解率在90%以上。
　　深度處理 是針對生化二級出水進(jìn)行處理，以彌補(bǔ)生化處理的局限性。主要包括混凝沉淀、絮凝沉淀、多介質(zhì)過濾、活性炭吸附、膜分離，同時(shí)要進(jìn)行高階氧化等保運(yùn)工藝保證出水水質(zhì)。
　　深度處理技術(shù)較常用的如電催化氧化處理工藝，其他深度處理技術(shù)還有混凝沉淀、過濾、臭氧氧化、活性炭過濾及超濾等。
　　以碎煤加壓氣化廢水為例，普遍采用生物組合技術(shù)，常見的深度處理方式有“臭氧 + BAF”“Fenton+接觸氧化”、LAB等。BAF是當(dāng)前深度處理的核心工藝，“臭氧+BAF”的工藝組合由于流程合理，以及運(yùn)行業(yè)績良好，越來越受到新建項(xiàng)目的青睞。
　　高鹽水處理 廢水經(jīng)雙膜處理后回用到系統(tǒng)，濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶曬鹽，蒸發(fā)結(jié)晶是現(xiàn)在煤化工廢水處理工藝研發(fā)的主要難點(diǎn)。蒸發(fā)器一般可將廢水中的鹽含量提高至20%以上，其排放的鹽鹵水通常被送往蒸發(fā)塘進(jìn)行自然蒸發(fā)、結(jié)晶， 或送至結(jié)晶器， 結(jié)晶干燥成固體， 運(yùn)送堆填區(qū)埋放。
　　技術(shù)難點(diǎn) 煤化工廢水處理的前幾個(gè)階段工藝相對成熟，現(xiàn)在的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在最后的蒸發(fā)結(jié)晶和鹽分的分離環(huán)節(jié)上，問題主要有三點(diǎn)：
　　一是腐蝕和污堵問題嚴(yán)重，影響蒸發(fā)裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。污水中的鈣、鎂離子和硫酸根離子、碳酸根離子、硅酸鹽等，在蒸發(fā)結(jié)晶過程產(chǎn)生硫酸鈣、碳酸鈣等，附著形成垢層，極易污堵設(shè)備和管道;二是運(yùn)行成本高，多效蒸發(fā)的蒸汽用量和機(jī)械再壓縮工藝的藥劑量是兩種技術(shù)的主要消耗成本;三是建設(shè)投資大。因高溫下濃鹽水腐蝕性強(qiáng)，對設(shè)備和材料選材要求高，導(dǎo)致設(shè)備材料費(fèi)增加。
　　發(fā)展方向 據(jù)業(yè)內(nèi)人士向記者表示，在不計(jì)成本的情況下，現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤化工廢水零排放是完全可能。但考慮到成本因素和相關(guān)技術(shù)的成熟度，必須對處理工藝進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，要根據(jù)出水水質(zhì)和現(xiàn)場條件選擇采用何種技術(shù)組合，采用什么工藝路線疊加，利用多種方法聯(lián)合分段處理煤化工廢水，這是煤化工廢水處理技術(shù)的基本發(fā)展方向。
　　同時(shí)，煤化工廢水處理還要繼續(xù)深耕單元技術(shù)，比如前端水處理流程，要根據(jù)各水質(zhì)找到合適的工藝路線，精細(xì)化削減成本;蒸發(fā)結(jié)晶工藝費(fèi)用在整套工藝?yán)镎急容^大，急需開發(fā)一種適合煤化工高COD高鹽污水的結(jié)晶方法;做好分質(zhì)分鹽，開發(fā)副產(chǎn)品價(jià)值，減少結(jié)晶危廢品處理費(fèi)用。