曲風臣:煤化工廢水零排放再認識
廢水零排放的內(nèi)涵到底是什么?到目前為止缺少準確定義。GB /T21534-2008《工業(yè)用水節(jié)水術語》將“零排放”定義為“企業(yè)或主體單元的生產(chǎn)用水系統(tǒng)達到無工業(yè)廢水外排”。但這個定義本身就不是很準確。
我們注意到,近期國家能源局發(fā)布的《關于規(guī)范煤制燃料示范工作的指導意見》(征求意見稿)和工信部發(fā)布的《煤制烯烴行業(yè)規(guī)范條件》(征求意見稿)中,均沒有廢水零排放的提法,而是采用“工藝廢水全部回收利用,循環(huán)水系統(tǒng)污水不向廠區(qū)外排放”的概念。根據(jù)這個概念,筆者認為,應該對煤化工廢水處理有一個新的認識。
應把有效防范水質波動放首位
煤化工廢水組成復雜,酚氨濃度高,可生化性差,是典型的難降解有機廢水。如何高效地去除有機污染物,這一直是行業(yè)廢水處理的熱點。特別是煤化工廢水水質波動大,如碎煤氣化廢水化學需氧量(COD)波動一般在3倍以上,某直接液化項目氣化廢水化學需氧量波動范圍甚至達10倍以上。
即使廢水化學需氧量濃度不變,其污染物的組成也可能差異較大,F(xiàn)有煤化工廢水處理工藝流程大都采用長流程的多級生化處理工藝,廢水水質的頻繁波動會影響生化系統(tǒng)的處理效果,甚至會造成系統(tǒng)癱瘓。因此,筆者認為,現(xiàn)代煤化工應把如何有效防范水質波動放到首位。
為有效應對煤化工廢水水質的頻繁波動,可采取如下措施:一是優(yōu)化氣化、酚氨回收等工藝環(huán)節(jié),提高廢水穩(wěn)定性;二是建設大容積的均質池;三是在進生化系統(tǒng)前,采用強化預處理措施。
應以去除溶解性固體總量為主
筆者認為,煤化工廢水處理的設計理念,應以溶解性固體總量(TDS)的去除為主,而不是以“達標排放”情景下的化學需氧量去除為主。
煤化工項目廢水中溶解性固體總量的來源主要有以下3種:一是原水中帶入,特別是原水為黃河水時,該部分所占比例較高;二是水處理過程中投加的酸、堿、阻垢劑、緩蝕劑等;三是煤氣化過程中,煤炭中鹽類物質的析出,F(xiàn)有煤化工廢水處理系統(tǒng)一般將以上3部分高濃鹽水混合在一起蒸發(fā)結晶。這樣煤氣化過程中析出的鹽可能會由于含有重金屬或有機物而污染其它兩種鹽,不利于綜合利用,造成最終結晶鹽處理難度和處理費用的增加。所以,煤化工廢水系統(tǒng)設計應對各股鹽水進行分質、分級處理利用,一是當原水鹽分濃度較高時,可采取除鹽前置,對原水進行零排放設計,產(chǎn)生的鹽比較潔凈,可作為副產(chǎn)品綜合利用;二是對循環(huán)排污水系統(tǒng)進行零排放設計,產(chǎn)生的鹽所含雜質相對簡單,比較容易處理和綜合利用;三是對污水處理系統(tǒng)進行零排放設計,產(chǎn)生的鹽組分最為復雜,可根據(jù)實際組分的不同純化綜合利用或作為危險廢物進行安全處置。
不應過分強調(diào)工程實例經(jīng)驗
投資運行成本低,工藝成熟可靠是污水處理設計應遵循的兩大原則,F(xiàn)有煤化工廢水處理流程設計大都在上述兩大原則的指導下,采用運行成本相對較低、有運行案例的長生化流程,生化停留時間超過120小時。但從目前運行效果來看,并不理想。煤化工廢水處理技術選擇應綜合進水水質、出水水質、能量消耗、藥劑消耗、操作條件、投資、固體廢物的處置、工藝成熟可靠性等多方面綜合比選,在充分論證的基礎上可考慮新的技術,而不應過分地強調(diào)要有工程實例經(jīng)驗。如某煤制油項目在生化處理前采用了強化預處理措施。該技術可以顯著降低生物毒性,改善廢水可生化性,有效抑制后續(xù)生化系統(tǒng)的生物泡沫問題,投資和運行成本也在可接受范圍內(nèi)。這樣的實踐就應該給予支持和鼓勵。
最終目標不是水質最優(yōu)而是不排
筆者認為,廢水零排放的最終目標是不排,而不是出水水質的最優(yōu),出水指標只要滿足回用水點的用水指標即可。現(xiàn)有煤化工廢水處理環(huán)節(jié)大都選擇循環(huán)水系統(tǒng)補水作為主要回用水點,按照相關標準循環(huán)水補水的總溶解固體、化學需氧量濃度限值1000mg/L、30mg/L。目前選擇的零排放工藝流程大多為多級膜處理流程,出水水質遠好于上述標準值,實際上造成了廢水的過度處理。筆者認為,煤化工項目應采用水夾點技術,在廢水的梯級利用、循環(huán)使用、再生使用3個層次進行系統(tǒng)的集成,通過尋求不同水質、不同用戶的最佳匹配,實現(xiàn)全過程廢水產(chǎn)生量的最小化和水資源利用效率的最大化。
廢水能夠全部回用就是零排放
綜上,筆者認為,煤化工廢水處理應主要包括兩個層次,一是采用節(jié)水工藝等措施提高用水效率,降低生產(chǎn)水耗;二是采用高效的水處理技術,處理有機廢水及含鹽廢水,將廢水全部回用,所有廢水不外排且水污染物不以其它形式轉移。只要做到這兩點,就可以叫做零排放。
現(xiàn)階段我國煤化工廢水處理確實存在諸多問題,但這是新技術應用過程中的必然階段。國家應該以現(xiàn)有煤化工廢水處理工藝為基礎,充分總結經(jīng)驗教訓,規(guī)范煤化工廢水處理環(huán)節(jié)的建設、運行,提高處理技術、設備水平、運行經(jīng)驗以及人才素質的不斷提升,來驅動煤化工廢水零排放目標實現(xiàn)。
(來源:《中國煤化工》雜志,作者單位為石油和化學工業(yè)規(guī)劃院)