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煤化工废水及其处理技术进展 2011-09-21 1517来源中国循环经济作者章柏洋 煤化工废水特点 与其他传统化工相比,煤化工最大的软肋就是耗水量、排水量大,必须要有比较丰富的可获得性水资源作保障。目前我国煤化工项目的主要分布地,恰恰也是我国水资源贫乏地。山西、陕西、内蒙古、宁夏等地区的煤炭资源占有量为国内已探明储量的67,而晋陕蒙宁4个地区水资源仅占全国总量的3.85,属于严重缺水地区。 神华宁东煤化工基地烯烃循环水、供水系统安装及土建项目的循环水装置最大水处理量高达日432万立方米,相当于北京城区每日最高用水量257.5万立方米的1.68倍。山西晋城市已建成、在建、拟建和规划建设的40个煤化工项目总需水量每年约1.62亿立方米,占全市水资源可利用总量的近1/4。若全部项目建成,将占全市工业总需水量的近40。人们自然有理由担心,一是如此巨大用水量,当地水资源是否能够支撑二是污水如不能环保处理,用水大户必将成为水污染大户。比如山西晋城40个煤化工项目,其排污水量每年至少3 000万立方米,若排放的污水不经处理排入河道,将直接影响2.5亿立方米地表水的水质。因此,对煤化工企业来说,尽可能减少新鲜水的消耗,同时最大限度地减少废水外排,实现真正的零排放,不仅是煤化工企业向外展示环保的形象需要,也是企业装置长期稳定运行的保障。 煤化工废水含有大量的酚类、烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮和氰等有毒有害物质。煤化工废水的处理不仅是制约我国煤化工产业发展的瓶颈,也是国内外煤化工产业共同面临的一大难题。 煤化工项目规模的日益扩大,随之所面临的水环境问题也更为突出。据预测,如果在山西晋城有条件的煤化工企业实行废水零排放,每年节约的冷却水量可达10亿立方米,相当于2010年南水北调工程全线建成后进京的调水量。 重视节水设计 “十二五”期间,我国将继续推进新型煤化工的发展,同时污染物控制、生态环境保护、资源节约力度也将加大。煤化工项目设计首先应树立节水观念,采用先进节水工艺、设备,从工程上优化布局,最大限度地少用水、少排水。 据介绍,在煤化工行业,循环冷却水用量占到取水量的60以上。减少循环冷却水用量与实施循环冷却水零排放是煤化工项目节水的重要途径。空气冷却与传统的水冷却相比,节水明显。以年产60万吨甲醇项目配套的装机容量50兆瓦热电厂为例,采用空冷技术,整个机组比水冷发电机组多投资1 850万元,但每年可节约取水200吨,相当于整个项目年取水总量的18。由于空冷占地大、投资大,许多工程设计不愿意加大投资,放弃采用空冷器和优化换热网络等节水措 施,大量采用循环水冷却,导致实际生产中吨产品耗水量大幅上升。经过论证,如果煤化工项目能够全面应用空冷技术,其循环冷却水量将减少5070,总取水量将减少3050。 煤化工生产工艺和技术的选择对煤化工企业治污、节水同样至关重要。陕西省石油化工研究设计院介绍,煤制甲醇双塔精馏工艺消耗循环水150180立方米,而三塔精馏为6080立方米,节水效果明显,应该优先采用。 水煤浆气化炉采用半封闭式供煤、湿法磨煤以及气流床气化,全过程污染轻微,而且产生的废水量少,废水中的特征污染物单一,化学需氧量每升仅200760毫克,易于生化处理。华东理工大学洁净煤技术研究所表示,水煤浆气化1吨煤掺水大约0.66吨,完全可以利用系统产生的废水,大型煤化工项目选择水煤浆气化技术治污节水节能明显;鲁奇炉气化产生的废水化学需氧量每升3 50023 000毫克,废水中含的污染物成分复杂,产生的水量大,治理难度大、成本高。将水煤浆气化炉与鲁奇炉进行组合优化设计。水煤浆气化制浆用水恰好消耗掉鲁奇气化的废水,这样不仅可以对水量进行平衡、循环利用,而且省去污水治理费用。 我国目前已有的新型煤化工项目,普遍注重能源的消耗与降耗,而忽视了水的消耗与节约;普遍对生产工艺指标关注,而对如何优化工艺流程和设备、生产工艺用水方式,最大限度地少用水、少排水、不排水还没有给予足够重视,在考核验收中也忽略了这一问题。 水土流失不容忽视 新的中华人民共和国水土保持法于2011年3月开始施行。新法规进一步完善了水土保持规划、水土流失预防和治理、水土保持监测和监督等各项规定,将使快速发展的煤化工产业面临严峻的挑战。随着我国水土保持依法治理力度的加大,煤化工行业需要正视水土保持问题,在开发建设煤化工项目的同时,必须要采取相应措施,加强水土流失预防和治理工作。 我国是世界上水土流失最为严重的国家之一。水利部的统计数据显示,目前中国水土流失面积达356.92万平方千米,约占国土总面积的1/3,亟待治理的 则有近200万平方千米。黄河流域的黄土高原地区是我国水土流失最为严重、生态系统最为脆弱的地区,而黄土高原又是我国重要的煤化工基地。1月初,黄河水利委员会首次发布2010年黄河流域水土保持公报,公报显示,黄河流域 水土流失面积46.5万平方千米,占总流域面积的62。煤化工是高耗能、高耗水、高投资的建设项目,产业的快速发展可能会打破地区脆弱的水资源平衡。同时,项目建设过程中,由于开挖填筑等施工活动将扰动原地貌、损毁地表植被,造成地表裸露,会加剧水土流失;而且在生产期间废水、废渣排放量大,又会对周边生态环境产生极大影响。 煤化工项目建设期长,施工过程中,在大风和强降雨的条件下,建设区的土壤侵蚀强度剧增,为原地貌土壤侵蚀量的210倍。煤化工项目想要持续发展,首先要迈过水土保持这个门槛。 煤化工废水多级生化组合处理技术 煤化工废水多级生化组合处理技术处理碎煤加压气化废水,处理效率高,经济、环境和社会效益显著。 这项废水处理技术的具体技术路线为,煤化工废水经过萃取脱酚和蒸氨回收工艺后,将废水送入厌氧系统内进行处理,在厌氧细菌作用下,实现废水中有机氮的释放、难生物降解有机物的分解和产生甲烷过程,提高了废水的好氧生化性能,并降低了后续工艺处理难度。厌氧工艺的出水与生活污水混合均匀后流入生物增浓低氧氧化池,经过厌氧系统处理后的煤化工废水可使生化性能得到大幅提高,在低氧的状态下,生物增浓低氧氧化池内的生物填料上固着了丰富的生物菌群,实现膜生物和悬浮微生物共存环境,可以快速有效地降解废水中的有机污染物和实现部分氨氮硝化过程。生物增浓低氧氧化池出水流入生物脱氮工艺,脱氨池内投加了特殊脱氮填料,有助于硝化细菌和反硝化细菌固着在填料上生长和繁殖,重点完成废水中氨氮硝化和部分反硝化过程,并进一步降低废水中污染物浓度。生物脱氮工艺出水流入混凝沉淀池,通过投加化学药剂去除煤化工废水的色度和剩余的难降解有机物;混凝沉淀池出水进入生物滤池后,填料层吸附和截留了废水中部分难降解有机物,滤料上微生物对这些有机物进一步降解。 甲醇含蜡废水雾化焚烧再生化处理 河南煤业化工集团成功破解了甲醇生产装置含蜡废水处理难达标的问题。该技术改变了以往的甲醇废水处理流程,先将甲醇废水送至热电车间的流化床锅炉中雾化焚烧再进行生化处理。为了确保处理过程中的安全,随时监测废水流量和焚烧情况。据统计,该项目实施以来,每天可处理废水70吨,在确保流化床锅炉正常运行的基础上,大大缓解了该公司污水治理的压力,也为同行提供了经验。 本网凡注明出处为“中国循环经济”的所有稿件,版权均属本网站所有,未经授权不得转载。如需转载,请与010-********联系授权事宜;转载请务必注明稿件来源“中国循环经济“。本网未注明出处和转载的,是出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性,仅供读者参考,若据本文章操作,所有后果读者自负,本网站概不负任何责任。如转载稿件涉及版权等问题,请在两周内来电或来函联系。