论文部分内容阅读
摘要 在煤化工企业中，煤高温裂解、煤气净化以及化工产品回收过程中都会产生相应的废水。在该类废水中，有机污染物的含量较高，如果对此类废水尤其是高含盐废水的经处理不当，将会对水体和周边环境产生严重的破坏，开发煤化工高含盐废水的处理技术，对其进行系统优化就显得尤为必要。本文以此為视角，对煤化工行业高含盐废水处理技术与系统优化问题进行了研究，阐述了化工废水与煤化工废水的分类、分析了煤化工行业高含盐废水的处理技术与障碍，最后从多个不同的层面给出了煤化工行业高含盐废水处理的系统优化方法。
关键词 煤化工行业 好含盐废水 系统优化
中图分类号：X703 文献标识码：A
我国煤化工行业的起步较晚，近年来虽然取得了一定的成绩，但是在煤化工相关附属活动中表现的并不尽如人意。我们知道，煤化工是一个复杂的过程，其中伴随着系统的化学反应，这些反应一方面促使了煤化工产品的最终实现，但是，不可避免的一些废水借此生成，如何对这些废水尤其是高含盐废水进行处理和优化，达到“零排放”或者节能减排的标准，就显得尤为重要。尤其在当前环境下，我国的煤化工技术处于起步阶段，面临着来自于技术、经济、环境和规划管理方面的诸多问题。但是，就在当下，国际上和国家层面上的对环境治理的要求越来越高、越来越紧迫。在这种情况下，煤化工企业处于一个极为困难的境地，一方面要对社会的要求作出正确的积极的反应，另一方面，还要在现有的技术水平上进行全方面的创新。但是，也只有如此，才能实现煤化工企业的可持续发展。
一、化工废水与煤化工废水的分类与处理技术
（一）化工废水的种类和处理技术概述。
对化工企业生成的废水而言，一般将其分为“工艺有机废水”和“含盐废水”两大类。前者主要以工艺废水和生活污水为主，污染物主要为COD，并且该类废水中的含盐量相对较低，对其进行处理的过程相对较易，有机废水的处理过程首先要对水质特点进行分析，然后经过预处理和生化处理等相关措施后，将其在回用到生产工艺过程之中；后者，即含盐废水的来源较为广泛，在循环水系统排水中会出现含盐废水，在除盐水系统排水和锅炉排水中也会出现含盐废水，甚至在回用水的处理系统浓水中也会生成。因此，含盐废水的处理一般较为复杂，通常的处理方法是通过“膜浓缩”技术，即通过超滤与反渗透相结合的技术，对该类废水进行处理，也可以通过热浓缩技术使废水中的杂质得到一定程度的浓缩，其中生成的清水可在此用于循环水系统之中，剩余的浓高盐废水（高含盐废水）将视情况对其进行再处理。
（二）煤化工废水的分类和处理技术概述。
在现代煤化工企业中，废水的分类同样是按照含盐量进行的，分类的结果同样是有机废水和含盐废水两大类。但是，与其他化工企业所产生的废水不同的是，煤化工过程中产生的有机废水的成分存在着显著的差别，这种差别与煤气化工艺有着明显的关系。截止到目前，国内、外有近二十种煤气化技术，这些技术的引进是利用主要与煤质的特点与投资成本有关。另一方面，在煤化工行业中，含盐废水中“盐”的来源是极为特殊的，它的生成机制与补充新鲜水和循环冷却水密切相关，同时，在除盐水生产过程也会产生新的高含盐废水，并在在有机废水的处理过程中，往往要添加相应的药剂，而这也会产生相应的高含盐废水。比如，在国内某大型煤炭企业中，煤制天然气项目要以新鲜水进行补充，而在这一过程中带入进去的盐量就已经超过了系统盐量的一半以上，即便是在生产过程与水系统添加化学药剂的过程中，也会产生近30%的盐量。虽然能够对循环冷却系统的循环倍数进行系统优化和选择，但是废水含盐量却难以实现真正的降低。一般而言，煤化工行业含盐废水的TDS往往保持在5000mg/L左右，处于较高的水平。
二、煤化工行业高含盐废水的排放、处理技术与障碍
（一）煤化工行业高含盐废水的排放处理方法。
对煤化工行业而言，对高含盐废水的处理方法主要有两类，一类是直接排放，一类是处理后排放。但是无论是哪一种排放方法，都应在最终（理论上）实现“零排放”的要求。一般而言，实现高含盐废水的零排放还存在两类不同的方式，其中一种面向区域范围的零排放，另一种的排放范围更小，往往属于厂区内的排放。对于前者而言，要求在项目的周边区域内存在能够消纳高含盐废水的场所或者企业，这些场所或者企业在生产过程或者生产工艺上能够与煤化工企业形成一定的“互补关系”，这种互补关系能够促进水资源的“梯级利用”。而这些场所或者企业对水质的要求一般较低，比如炼铁高炉、洗煤厂等，或者一些用于锅炉冲渣、煤场或者渣场喷洒的场所。当然，将高含盐废水进行区域性的排放存在着一定的限制，周围企业的用水量、灰渣场及煤场面积以及储存量和开放性等往往是有限的，使得它们对高含盐废水的吸收量处于特定的范围之内；对于后者，即厂区内高含盐废水的排放而言，处理的难度是更大一些的，这是因为，厂区内对高含盐废水综合利用的方式十分有限，不能像前者那样“直接”进行排放，因此需要特定的化学工艺对其进行处理，降低废水浓度。
（二）煤化工行业高含盐废水的处理技术。
在煤化工企业总，高含盐废水的处理技术和方法主要集中于以下几个方面：（1）深井灌注法。这种方法首先应用于美国和墨西哥等国家，但是推广起来有较高的难度，这是因为，该方法对自然、地质等条件的要求较高，难以得到相关法律、法规的支持，并且至今也未获得相关的技术标准；（2）自然蒸发池法。这是一种传统的降低废水盐度的方法，处理过程中需要建设面积较大的水池，在水池中贮存高含盐废水，通过对太阳能的利用，使其中的水分自然蒸发，盐分得到保留，在对其进行定期清理之后在注入相应的高含盐废水，如此反复。该方法可重复使用的频率较高，对工艺上不存在较大的难度，只需在池内增加相应的防渗措施即可。当然，这种方法也存在着一定的弊端，如果煤化工企业随处的区域降雨量较大、蒸发量较小，或者处于地面拥挤、人口稠密的地区，将使其面临较大的束缚，可利用性也将大打折扣；（3）蒸发结晶法。该方法是通过特殊的手段使高含盐废水中的盐分以结晶的方式析出，从这一点看，与自然蒸发池法的工作原理类似。所不同的是，该方法中蒸发结晶主要通过“多效蒸发处理技术”和“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”为主。其中，经“多效蒸发”处理后回收的淡水会达到90%左右，而“机械压缩结晶技术的热效率相对更高，其淡水的回收率能够达到98%左右，基本实现了淡水的全部回收；（4）“NACE”法。该方法是将“反渗透技术”与“蒸馏技术”结合在一体的新工艺，该工艺的核心部分一种商业纳米结构的聚合物材料——“纳米结构高核电电解质”。这种材料的工作特点是对分子进行过滤，水分子可以从中通过，而其他离子（离子）将被隔离在外。 “NACE”工艺工艺中产生的高含盐废水再进入到“炭化焚烧炉”中进行处理，其中的有机物被碳化掉，以此来实现节能减排的目的。 （三）煤化工行业高含盐废水处理过程中遇到的障碍。
虽然在前文给出了几种常见的煤化工行业高含盐废水处理方法，但是在实际应用中却存在一定的障碍。比如，在煤化工行业中，煤化工藝装置中难以获得大量的低压蒸汽，这就限制了高含盐废水浓缩结晶的程度。此外，热浓缩设备腐蚀也是十分严重的问题之一，这是因为，水中的高盐分会对设备产生一定的腐蚀作用，这将降低热浓缩的处理率，也会威胁到设备的使用寿命和安全运行，并且正是因为这些因素的存在，使得高含盐废水的处理成本一直处于较高的水平。鉴于此，同时来自于技术与处理成本的限制，我国国内煤化工项目中难以找到长期正常运行的案例。此外，即便是对于对设施设备要求较低的“自然蒸发池”也存在较高的限制，比如，该方法要求占地面积较大，对该地区的气候等条件也要求“苛刻”等，使得该方法只能在特定的区域内得到应用；而NACE法的设备运行成本虽然较低，但是尚未发现建成后完整运行的案例，工业化的水平一直处于较低的层面；而焚烧法在处理高含盐废水时能耗较高、对防腐蚀性的要求也较高，要想获得稳定的运行也是相对困难的。
三、煤化工行业高含盐废水处理的系统优化
（一）从更高的层面重视对煤化工高含盐废水回收与处理。
为了实现煤化工行业高含盐废水的处理高效率，需要从更高的层面重视对煤化工高含盐废水回收与处理。只有这样，才能做到目标的分解和逐层实现。为此，需要做到以下几点：完善煤化工企业制度，建立和企业治理结构，引进先进的煤化工高含盐废水的处理技术和管理经验，在政策和决策层面向高含盐废水处理方面倾斜，相应国家和社会的号召；不断提高煤化工企业的风险管控水平，将现有的技术、设备、设施进行转化开发和再利用，积极的寻找条件和政策方面的支持，建立和健全煤化工企业和行业的高含盐废水处理综合体系，实现资源的共享和风险公担机制。
（二）改进和优化煤化工高含盐废水的处理工艺和处理技术。
在煤化工行业的实际生产过程中，要想实现高含盐废水“零排放”这一理想状态是有较大困难的。这是因为，在煤制气的过程中，要产生大量的废弃物，并且成分复杂，其中除了含有氨、氰等无机污染成分，还含有一定的酚、萘、蒽等化合物，这就导致了很多煤化工高含盐废水的水质处于理论指标的上位，在这种情况下，高含盐废水的排放工作就变得更加艰巨。为此，需要改进和优化煤化工高含盐废水的处理工艺和处理技术，曾倩高含盐废水的前期预处理水平，有针对性的对煤化工的副产品进行分离，以此为后续的废水回收处理工作提供支持。比如，在副产品的分离方面，需要做到和做好除油、脱酸和脱氨等工作，提高预处理的效率降低，提高高含盐废水水质的处理水平。
四、结束语
煤炭是我国主要的能源，而在现代化的进程中，煤化工行业虽然为社会的发展和进步带来了一定的贡献，但是，由此产生的一些与环境和生态有关的问题也在逐渐地影响正常的生产和生活，煤化工过程中产生的高含盐废水就是其中的一个主要品类。为了实现对此类污染物的处理和再利用，有关企业和部门应加强合作，开发技术，引进管理理念，共同促进现代煤化工企业和行业的可持续发展。
参考文献：
[1]刘亚洲. 浅谈煤化工企业的废水处理. 企业技术开发，2011（5）：86.
[2]韩洪军，李慧强，杜茂安，马文成，徐春艳，王伟. 厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水. 中国给水排水，2010（3）：75-77.
[3]邰阳，杨耀. 内蒙古煤化工废水零排放中浓盐废水处理技术及存在的问题讨论. 北方环境，2012（2）：87-89.
[4]王俊洁，刁伟明. 高效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用. 辽宁化工，2010（7）：714-716.
[5]童莉，郭森，周学双. 煤化工废水零排放的制约性问题. 化工环保，2010（5）：371-375.
[6]周学双，赵秋月.对我国煤炭利用与煤化工产业发展的环保思索.中国煤炭，2009（11）：106-109.
[7]程宗泽，张十川.新型煤化工产业发展近况与思考.煤，2009（6）：39-42.
[8]张玉芝.生物接触氧化法处理生活污水.煤炭技术，2010（2）：209-211.
[9]尚红卫.臭氧氧化技术在水处理中的应用研究.煤炭技术，2011（6）：210-212.
[10]王京.浅析煤化工废水处理工艺.广西轻工业，2009（11）：31-33.
[11]刘丽娟，王连生，费学宁，等.煤化工精馏废水预处理方法研究.天津化工，2007（3）：90-92.
关键词 煤化工行业 好含盐废水 系统优化
中图分类号：X703 文献标识码：A
我国煤化工行业的起步较晚，近年来虽然取得了一定的成绩，但是在煤化工相关附属活动中表现的并不尽如人意。我们知道，煤化工是一个复杂的过程，其中伴随着系统的化学反应，这些反应一方面促使了煤化工产品的最终实现，但是，不可避免的一些废水借此生成，如何对这些废水尤其是高含盐废水进行处理和优化，达到“零排放”或者节能减排的标准，就显得尤为重要。尤其在当前环境下，我国的煤化工技术处于起步阶段，面临着来自于技术、经济、环境和规划管理方面的诸多问题。但是，就在当下，国际上和国家层面上的对环境治理的要求越来越高、越来越紧迫。在这种情况下，煤化工企业处于一个极为困难的境地，一方面要对社会的要求作出正确的积极的反应，另一方面，还要在现有的技术水平上进行全方面的创新。但是，也只有如此，才能实现煤化工企业的可持续发展。
一、化工废水与煤化工废水的分类与处理技术
（一）化工废水的种类和处理技术概述。
对化工企业生成的废水而言，一般将其分为“工艺有机废水”和“含盐废水”两大类。前者主要以工艺废水和生活污水为主，污染物主要为COD，并且该类废水中的含盐量相对较低，对其进行处理的过程相对较易，有机废水的处理过程首先要对水质特点进行分析，然后经过预处理和生化处理等相关措施后，将其在回用到生产工艺过程之中；后者，即含盐废水的来源较为广泛，在循环水系统排水中会出现含盐废水，在除盐水系统排水和锅炉排水中也会出现含盐废水，甚至在回用水的处理系统浓水中也会生成。因此，含盐废水的处理一般较为复杂，通常的处理方法是通过“膜浓缩”技术，即通过超滤与反渗透相结合的技术，对该类废水进行处理，也可以通过热浓缩技术使废水中的杂质得到一定程度的浓缩，其中生成的清水可在此用于循环水系统之中，剩余的浓高盐废水（高含盐废水）将视情况对其进行再处理。
（二）煤化工废水的分类和处理技术概述。
在现代煤化工企业中，废水的分类同样是按照含盐量进行的，分类的结果同样是有机废水和含盐废水两大类。但是，与其他化工企业所产生的废水不同的是，煤化工过程中产生的有机废水的成分存在着显著的差别，这种差别与煤气化工艺有着明显的关系。截止到目前，国内、外有近二十种煤气化技术，这些技术的引进是利用主要与煤质的特点与投资成本有关。另一方面，在煤化工行业中，含盐废水中“盐”的来源是极为特殊的，它的生成机制与补充新鲜水和循环冷却水密切相关，同时，在除盐水生产过程也会产生新的高含盐废水，并在在有机废水的处理过程中，往往要添加相应的药剂，而这也会产生相应的高含盐废水。比如，在国内某大型煤炭企业中，煤制天然气项目要以新鲜水进行补充，而在这一过程中带入进去的盐量就已经超过了系统盐量的一半以上，即便是在生产过程与水系统添加化学药剂的过程中，也会产生近30%的盐量。虽然能够对循环冷却系统的循环倍数进行系统优化和选择，但是废水含盐量却难以实现真正的降低。一般而言，煤化工行业含盐废水的TDS往往保持在5000mg/L左右，处于较高的水平。
二、煤化工行业高含盐废水的排放、处理技术与障碍
（一）煤化工行业高含盐废水的排放处理方法。
对煤化工行业而言，对高含盐废水的处理方法主要有两类，一类是直接排放，一类是处理后排放。但是无论是哪一种排放方法，都应在最终（理论上）实现“零排放”的要求。一般而言，实现高含盐废水的零排放还存在两类不同的方式，其中一种面向区域范围的零排放，另一种的排放范围更小，往往属于厂区内的排放。对于前者而言，要求在项目的周边区域内存在能够消纳高含盐废水的场所或者企业，这些场所或者企业在生产过程或者生产工艺上能够与煤化工企业形成一定的“互补关系”，这种互补关系能够促进水资源的“梯级利用”。而这些场所或者企业对水质的要求一般较低，比如炼铁高炉、洗煤厂等，或者一些用于锅炉冲渣、煤场或者渣场喷洒的场所。当然，将高含盐废水进行区域性的排放存在着一定的限制，周围企业的用水量、灰渣场及煤场面积以及储存量和开放性等往往是有限的，使得它们对高含盐废水的吸收量处于特定的范围之内；对于后者，即厂区内高含盐废水的排放而言，处理的难度是更大一些的，这是因为，厂区内对高含盐废水综合利用的方式十分有限，不能像前者那样“直接”进行排放，因此需要特定的化学工艺对其进行处理，降低废水浓度。
（二）煤化工行业高含盐废水的处理技术。
在煤化工企业总，高含盐废水的处理技术和方法主要集中于以下几个方面：（1）深井灌注法。这种方法首先应用于美国和墨西哥等国家，但是推广起来有较高的难度，这是因为，该方法对自然、地质等条件的要求较高，难以得到相关法律、法规的支持，并且至今也未获得相关的技术标准；（2）自然蒸发池法。这是一种传统的降低废水盐度的方法，处理过程中需要建设面积较大的水池，在水池中贮存高含盐废水，通过对太阳能的利用，使其中的水分自然蒸发，盐分得到保留，在对其进行定期清理之后在注入相应的高含盐废水，如此反复。该方法可重复使用的频率较高，对工艺上不存在较大的难度，只需在池内增加相应的防渗措施即可。当然，这种方法也存在着一定的弊端，如果煤化工企业随处的区域降雨量较大、蒸发量较小，或者处于地面拥挤、人口稠密的地区，将使其面临较大的束缚，可利用性也将大打折扣；（3）蒸发结晶法。该方法是通过特殊的手段使高含盐废水中的盐分以结晶的方式析出，从这一点看，与自然蒸发池法的工作原理类似。所不同的是，该方法中蒸发结晶主要通过“多效蒸发处理技术”和“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”为主。其中，经“多效蒸发”处理后回收的淡水会达到90%左右，而“机械压缩结晶技术的热效率相对更高，其淡水的回收率能够达到98%左右，基本实现了淡水的全部回收；（4）“NACE”法。该方法是将“反渗透技术”与“蒸馏技术”结合在一体的新工艺，该工艺的核心部分一种商业纳米结构的聚合物材料——“纳米结构高核电电解质”。这种材料的工作特点是对分子进行过滤，水分子可以从中通过，而其他离子（离子）将被隔离在外。 “NACE”工艺工艺中产生的高含盐废水再进入到“炭化焚烧炉”中进行处理，其中的有机物被碳化掉，以此来实现节能减排的目的。 （三）煤化工行业高含盐废水处理过程中遇到的障碍。
虽然在前文给出了几种常见的煤化工行业高含盐废水处理方法，但是在实际应用中却存在一定的障碍。比如，在煤化工行业中，煤化工藝装置中难以获得大量的低压蒸汽，这就限制了高含盐废水浓缩结晶的程度。此外，热浓缩设备腐蚀也是十分严重的问题之一，这是因为，水中的高盐分会对设备产生一定的腐蚀作用，这将降低热浓缩的处理率，也会威胁到设备的使用寿命和安全运行，并且正是因为这些因素的存在，使得高含盐废水的处理成本一直处于较高的水平。鉴于此，同时来自于技术与处理成本的限制，我国国内煤化工项目中难以找到长期正常运行的案例。此外，即便是对于对设施设备要求较低的“自然蒸发池”也存在较高的限制，比如，该方法要求占地面积较大，对该地区的气候等条件也要求“苛刻”等，使得该方法只能在特定的区域内得到应用；而NACE法的设备运行成本虽然较低，但是尚未发现建成后完整运行的案例，工业化的水平一直处于较低的层面；而焚烧法在处理高含盐废水时能耗较高、对防腐蚀性的要求也较高，要想获得稳定的运行也是相对困难的。
三、煤化工行业高含盐废水处理的系统优化
（一）从更高的层面重视对煤化工高含盐废水回收与处理。
为了实现煤化工行业高含盐废水的处理高效率，需要从更高的层面重视对煤化工高含盐废水回收与处理。只有这样，才能做到目标的分解和逐层实现。为此，需要做到以下几点：完善煤化工企业制度，建立和企业治理结构，引进先进的煤化工高含盐废水的处理技术和管理经验，在政策和决策层面向高含盐废水处理方面倾斜，相应国家和社会的号召；不断提高煤化工企业的风险管控水平，将现有的技术、设备、设施进行转化开发和再利用，积极的寻找条件和政策方面的支持，建立和健全煤化工企业和行业的高含盐废水处理综合体系，实现资源的共享和风险公担机制。
（二）改进和优化煤化工高含盐废水的处理工艺和处理技术。
在煤化工行业的实际生产过程中，要想实现高含盐废水“零排放”这一理想状态是有较大困难的。这是因为，在煤制气的过程中，要产生大量的废弃物，并且成分复杂，其中除了含有氨、氰等无机污染成分，还含有一定的酚、萘、蒽等化合物，这就导致了很多煤化工高含盐废水的水质处于理论指标的上位，在这种情况下，高含盐废水的排放工作就变得更加艰巨。为此，需要改进和优化煤化工高含盐废水的处理工艺和处理技术，曾倩高含盐废水的前期预处理水平，有针对性的对煤化工的副产品进行分离，以此为后续的废水回收处理工作提供支持。比如，在副产品的分离方面，需要做到和做好除油、脱酸和脱氨等工作，提高预处理的效率降低，提高高含盐废水水质的处理水平。
四、结束语
煤炭是我国主要的能源，而在现代化的进程中，煤化工行业虽然为社会的发展和进步带来了一定的贡献，但是，由此产生的一些与环境和生态有关的问题也在逐渐地影响正常的生产和生活，煤化工过程中产生的高含盐废水就是其中的一个主要品类。为了实现对此类污染物的处理和再利用，有关企业和部门应加强合作，开发技术，引进管理理念，共同促进现代煤化工企业和行业的可持续发展。
参考文献：
[1]刘亚洲. 浅谈煤化工企业的废水处理. 企业技术开发，2011（5）：86.
[2]韩洪军，李慧强，杜茂安，马文成，徐春艳，王伟. 厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水. 中国给水排水，2010（3）：75-77.
[3]邰阳，杨耀. 内蒙古煤化工废水零排放中浓盐废水处理技术及存在的问题讨论. 北方环境，2012（2）：87-89.
[4]王俊洁，刁伟明. 高效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用. 辽宁化工，2010（7）：714-716.
[5]童莉，郭森，周学双. 煤化工废水零排放的制约性问题. 化工环保，2010（5）：371-375.
[6]周学双，赵秋月.对我国煤炭利用与煤化工产业发展的环保思索.中国煤炭，2009（11）：106-109.
[7]程宗泽，张十川.新型煤化工产业发展近况与思考.煤，2009（6）：39-42.
[8]张玉芝.生物接触氧化法处理生活污水.煤炭技术，2010（2）：209-211.
[9]尚红卫.臭氧氧化技术在水处理中的应用研究.煤炭技术，2011（6）：210-212.
[10]王京.浅析煤化工废水处理工艺.广西轻工业，2009（11）：31-33.
[11]刘丽娟，王连生，费学宁，等.煤化工精馏废水预处理方法研究.天津化工，2007（3）：90-92.