煤化工廢水處理技術(shù)需求

1 煤化工行業(yè)發(fā)展概述

煤化工始于18世紀(jì)，19世紀(jì)形成體系，20世紀(jì)成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。第二次世界大戰(zhàn)后，石油化工消弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位。20世紀(jì)70年代石油能源危機時，煤化工曾一度再受青睞。進入80年代隨石油供應(yīng)充足，價格下跌，煤化工在世界范圍內(nèi)處于蕭條；焦化及焦化加工、電石乙炔化工等傳統(tǒng)煤化工發(fā)展滯緩，新一代煤化工基本處于開發(fā)階段。

我國煤炭資源相對豐富，能源消費以煤為主，消費比例高達(dá)70%左右，另外，我國的化學(xué)工業(yè)是以煤化工起家的，過去、現(xiàn)在以致將來，煤化工都是我國化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱之一。

1.1 煤化工的范疇

煤化工是以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化成氣體、液體和固體，并進一步加工成一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。

傳統(tǒng)煤化工，泛指煤的氣化、液化、焦化及焦油化工、電石乙炔化工等。

新一代煤化工，以煤氣化為龍頭，以碳一化學(xué)為基礎(chǔ)，合成各種燃料油和化工產(chǎn)品的煤炭潔凈利用技術(shù)。

1.2 煤轉(zhuǎn)化過程

2 煤化工發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的煤化工是以低技術(shù)含量和低附加值產(chǎn)品為主導(dǎo)的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”行業(yè)，這種對資源過度消耗、嚴(yán)重污染環(huán)境、粗放的不可持續(xù)的發(fā)展方式己難以為繼。為此，必需適時加速轉(zhuǎn)變煤化工的發(fā)展方式，著力推進現(xiàn)代煤化工的發(fā)展。

現(xiàn)代煤化工是以煤的潔凈利用技術(shù)為基礎(chǔ)。以潔凈煤技術(shù)、先進的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)以及節(jié)能、降耗、減排、治污等新技術(shù)的集成應(yīng)用，發(fā)展有競爭力的產(chǎn)品。與時俱進地采用新技術(shù)，是現(xiàn)代煤化工的核心。

現(xiàn)代煤化工是技術(shù)密集型和投資密集型產(chǎn)業(yè)，堅持一體化、基地化、大型化、現(xiàn)代化，實施集約經(jīng)營。

現(xiàn)代煤化工是資源節(jié)約型、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)。采取最有利于資源利用、降低污染、保護生態(tài)、提高效益的建設(shè)和運行方式，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 現(xiàn)代煤化工基地概念

2.2 煤化工行業(yè)特點

2.2.1 煤化工行業(yè)是資金和技術(shù)密集型行業(yè)

煤化工行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，現(xiàn)代煤化工基本均以煤氣化為龍頭，且涉及煤炭加氫液化、費托合成、合成甲醇、合成烯烴等關(guān)鍵技術(shù)，煤化工工藝過程中產(chǎn)品多、裝置多、流程復(fù)雜，危險程度高。現(xiàn)代煤化工的裝置設(shè)備先進、自動化水平高，從設(shè)計、建設(shè)到生產(chǎn)需要各個領(lǐng)域的技術(shù)，需投入眾多的技術(shù)力量。

煤化工行業(yè)同時是資金密集型行業(yè)，且發(fā)展煤化工項目需要配套的煤礦建設(shè)、水電供給以及交通設(shè)施配套等均需要投入較大的資金。

2.2.2 煤化工行業(yè)是資源高消耗型行業(yè)

煤化工行業(yè)主要消耗的資源是煤炭和水，煤化工產(chǎn)品具有較高的煤耗和水耗，發(fā)展煤化工，需要有煤炭資源和水資源的保障。此外，土地資源、人才資源也是煤化工行業(yè)的重要資源。

2.3 煤化工行業(yè)受環(huán)境保護條件的制約

目前，我國SO2 和CO2 排放量較大，其中85%的SO2 的排放來自于煤炭的使用。一次能源以煤為主給中國的環(huán)境保護帶來沉重的壓力，使我國在大氣污染治理方面有很多工作要做。
煤化工項目是高耗水、高污染型項目，廢水排放量大。不少煤化工企業(yè)廢水排放量已超過該地區(qū)水環(huán)境承載能力，使水環(huán)境和生態(tài)等遭到嚴(yán)重破壞，也威脅到了許多城鎮(zhèn)的飲用水安全。這給企業(yè)帶來了極大的生存壓力。

在可預(yù)見的將來，我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會有大的改變，在一定程度上甚至還會有所加強，大力發(fā)展煤化工勢必與建設(shè)地點有限的環(huán)境承載力發(fā)生矛盾，煤化工的發(fā)展將受到環(huán)境保護條件的制約。

3 廢水的主要來源

現(xiàn)代煤化工以煤氣化為龍頭，且涉及煤炭加氫液化、費托合成、合成甲醇、合成烯烴等裝置，工藝流程長而且復(fù)雜，排放廢水點多面廣，涉及到氣化、凈化、合成等裝置，脫鹽水、鍋爐排水、循環(huán)水排水等裝置。

3.1 氣化廢水特點

目前國內(nèi)使用的較為成熟、可靠的氣化技術(shù)有：Texaco、Shell、Lurgi等氣化工藝，根據(jù)氣化技術(shù)的不同，所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)和水量有所不同。

Texaco工藝，采用水煤漿技術(shù)，廢水特性為氨氮~500mg/L，水質(zhì)相對潔凈，有機污染程度低；

Shell工藝，采用粉煤氣化技術(shù)，廢水特性為高氨氮~300mg/L，高氰化物~50mg/L,其水質(zhì)也相對潔凈，有機污染物程度低；

Lurgi工藝，采用固定床碎煤氣化技術(shù)，因氣化溫度低，廢水成分復(fù)雜，污染程度高等，廢水量較多。

3.2 Lurgi工藝氣化廢水特點

(1) 有機污染物（COD）濃度高： ~7000mg/L;

(2) 氨氮（NH3-N）濃度高： ~500mg/L;

(3) 總酚濃度高：~1000mg/L，對生物處理有一定的毒性作用；

(4) 硫化物（S2-）含量較高：含量高達(dá)700mg/L以上;

(5) 色度深;

(6)含油較高：~200mg/L;

(7)可生化性較差：含有大量難生物降解物質(zhì)（約占總COD的20~30%），某些污染物還具有一定的抑制作用;

(8)水質(zhì)水量變化較大;

4 廢水治理目標(biāo)

在節(jié)能減排的大背景下，“先污染后治理”的傳統(tǒng)型煤化工污染控制模式已很難實現(xiàn)環(huán)境保護和經(jīng)濟效益最大化的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。源頭控制和末端治理相結(jié)合的零排放綜合治理模式，可最大限度的節(jié)約和高效利用各種資源，減少直至不排放污染物。有煤化工廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢具備類似煤化工廢水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

4.1 源頭控制、節(jié)水減排

煤化工污水種類很多，以工藝劃分有造氣、脫硫、變換、合成、精餾等污水，包括諸多水處理、水利用、廢水處理等操作單元。按串級利用、一水多用、閉路循環(huán)等原則，從系統(tǒng)角度可最大限度的降低新鮮水消耗和廢水的排放量。

4.2 末端治理、廢水資源化

煤化工項目為高耗水項目，要降低企業(yè)的耗水量，做到清污分流、廢水回用。

4.3 零排放

零排放是廢水排放無限減少直至為零的活動，是實現(xiàn)水資源利用最大化。

5 廢水處理工藝基本要求

5.1 技術(shù)成熟、經(jīng)濟合理的原則進行總體設(shè)計，力求節(jié)能降耗、工程投資低、運行成本低、操作管理方便、工藝技術(shù)先進成熟的廢水處理工藝流程。

5.2 工藝流程做到穩(wěn)定、高效、抗沖擊負(fù)荷能力強，運行靈活、設(shè)備布置合理結(jié)構(gòu)緊湊;

5.3 設(shè)備選型、匹配得當(dāng)，運行穩(wěn)定可靠，性價比高，維護保養(yǎng)簡單，使用壽命長;

5.4 采用現(xiàn)代化自控技術(shù)，設(shè)置必要的監(jiān)控儀表，實現(xiàn)自動化管理，提高管理水平;

5.5 處理系統(tǒng)運行有一定的靈活性和調(diào)節(jié)余地，以適應(yīng)水質(zhì)水量的變化;

5.6 設(shè)計美觀、布局合理。盡量采取措施減小對周圍環(huán)境的影響，合理控制氣味、噪聲。

6 煤化工發(fā)展展望

隨著環(huán)境承載能力開始減弱，或環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，環(huán)境保護的呼聲越來越高，未來煤化工發(fā)展也將是以低投入、高產(chǎn)出、少污染、可循環(huán)的機制發(fā)展。實施污染物的減量化、再使用、再循環(huán)，提高資源利用率，以資源節(jié)約、環(huán)境保護為標(biāo)志，實施可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟。來源：大阪化工 作者: 張學(xué)坤