我國(guó)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目廢水處理的誤區(qū)和建議

梁 睿，崔粲粲，冉麗君，崔積山

（1. 環(huán)境保護(hù)部 環(huán)境工程評(píng)估中心，北京 100012；2. 北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 100070）

環(huán)保政策

我國(guó)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目廢水處理的誤區(qū)和建議

梁 睿1，崔粲粲2，冉麗君1，崔積山1

（1. 環(huán)境保護(hù)部 環(huán)境工程評(píng)估中心，北京 100012；2. 北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 100070）

介紹了我國(guó)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的廢水來(lái)源及特性，歸納了廢水的處理技術(shù)路線，從廢水“零排放”、廢水處理技術(shù)與管理、蒸發(fā)塘的污染轉(zhuǎn)移、廢水處理與固體廢物處理及廢氣處理的關(guān)系、污染物源頭控制等方面闡述了我國(guó)當(dāng)前煤化工廢水處理存在的誤區(qū)和建議。

煤化工；廢水處理；政策建議；蒸發(fā)塘；零排放

中國(guó)是目前現(xiàn)代煤化工工程實(shí)例最豐富的國(guó)家，現(xiàn)代煤化工行業(yè)總體處于起步和示范階段?，F(xiàn)代煤化工主要采用氣化和直接液化兩種技術(shù)對(duì)煤炭進(jìn)行利用，是煤炭清潔利用的重要手段，但仍具有高污染、高能耗、高水耗的行業(yè)特征［1］，且現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目還普遍存在布局不合理、水資源匱乏、納污水體不足等不利因素，可能導(dǎo)致生態(tài)破壞和大氣、地下水污染等環(huán)境問(wèn)題。盡管目前我國(guó)部分煤炭富集省份對(duì)于現(xiàn)代煤化工的投資熱情高漲，但其發(fā)展中暴露的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題尤其是廢水處理、處置問(wèn)題，仍然是行業(yè)發(fā)展需要優(yōu)先考慮的重要因素。

本文通過(guò)分析現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目廢水來(lái)源及特性，歸納廢水處理技術(shù)路線，闡述了我國(guó)當(dāng)前煤化工廢水處理存在的誤區(qū)，并提出針對(duì)性的建議，以期引導(dǎo)行業(yè)朝著健康有序的方向可持續(xù)性地發(fā)展。

1 現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目廢水來(lái)源及特性

現(xiàn)代煤化工行業(yè)為高耗水行業(yè)，煤氣化、液化和空分等主輔裝置對(duì)新鮮水、循環(huán)水需求量大，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的石油化工行業(yè)。目前，以4×109m3/a規(guī)模煤制天然氣項(xiàng)目為例，其年耗水量超過(guò)2.4×107m3，生產(chǎn)每千標(biāo)立方米天然氣對(duì)應(yīng)的新鮮水耗約6～8 t；煤制油項(xiàng)目噸產(chǎn)品消耗水資源8～12 t［2］；而煤制烯烴項(xiàng)目生產(chǎn)1 t烯烴對(duì)應(yīng)的新鮮水耗高達(dá)30 t。盡管現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目大量采用空冷、閉式循環(huán)水和污水回用等節(jié)能、節(jié)水技術(shù)，但現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的廢水產(chǎn)生量仍十分巨大，如某煤制氣項(xiàng)目的廢水產(chǎn)生量約850 t/h，某煤制烯烴項(xiàng)目的廢水產(chǎn)生量約700 t/h。

現(xiàn)代煤化工廢水主要分為工藝廢水和含鹽廢水，含鹽廢水又可分為輕污染含鹽廢水和重污染含鹽廢水兩類(lèi)。工藝廢水是指現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，按照產(chǎn)品不同，可分為煤制天然氣廢水、煤制油廢水、煤制烯烴廢水等類(lèi)型；按照工藝環(huán)節(jié)不同，可分為氣化廢水、凈化廢水、甲醇合成廢水、費(fèi)托合成廢水、甲醇制烯烴/甲醇制丙烯廢水等?？紤]到整個(gè)煤化工企業(yè)的水平衡和污水回用等要求，在實(shí)際廢水處理中還必須考慮另一類(lèi)廢水，即輕污染含鹽廢水，包括鍋爐排污水、脫鹽水站排水、循環(huán)冷卻水排污水等［3］。

煤化工工藝廢水的主要污染物為COD、總酚、氨氮、氰化物、石油類(lèi)、重金屬等，污染物種類(lèi)、濃度與煤質(zhì)和氣化工藝關(guān)系密切。氣流床和流化床氣化技術(shù)是現(xiàn)代煤化工主要采用的合成氣生產(chǎn)技術(shù)。采用氣流床和流化床氣化工藝、優(yōu)質(zhì)原料煤時(shí)，廢水水質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單，COD為600～1 000 mg/L，ρ（氨氮）為100～500 mg/L，酚和石油類(lèi)含量較低，廢水相對(duì)容易處理。目前煤制甲醇、烯烴、乙二醇及間接液化等煤氣化工藝路線多采用氣流床氣化工藝，以德士古（通用）水煤漿氣化工藝、殼牌粉煤氣化工藝、西門(mén)子粉煤氣化工藝、航天爐粉煤氣化工藝為代表。固定床氣化技術(shù)由于氣化溫度低，煤中部分物質(zhì)未被高溫轉(zhuǎn)化而進(jìn)入氣化廢水，產(chǎn)生的廢水中主要含有酚、氨氮、焦油、芳烴等物質(zhì)，成分復(fù)雜、色度大、毒性大，即使經(jīng)過(guò)酚、氨回收，COD仍高達(dá)3 500～4 500 mg/L，處理較困難［4］。目前煤制天然氣項(xiàng)目多采用固定床氣化工藝中的碎煤加壓氣化技術(shù)氣化褐煤和長(zhǎng)焰煤。

其他工藝廢水各有特點(diǎn)，例如費(fèi)托合成廢水有機(jī)物濃度高，COD高達(dá)30 000～40 000 mg/L，缺乏氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，廢水呈酸性，對(duì)微生物具有抑制作用［5］；甲醇制烯烴過(guò)程產(chǎn)生難以處理的廢堿液；乙二醇合成廢水具有較高的硝酸鹽氮濃度；碎煤氣化渣池溢出廢水懸浮物濃度較高，含有一定的氨氮和酚類(lèi)物質(zhì)等。

與工藝廢水相比，含鹽廢水產(chǎn)生量更大，各類(lèi)含鹽廢水產(chǎn)生量約占全部廢水的60%～70%。廢水中鹽分主要來(lái)自三大部分：原水或原煤、生產(chǎn)過(guò)程中所添加的藥劑（包括萃取劑、催化劑等）、給水系統(tǒng)和水處理工藝中添加的廢水處理藥劑。

2 現(xiàn)代煤化工廢水處理技術(shù)路線

由于現(xiàn)代煤化工行業(yè)仍處于示范階段，受煤種、主體工藝和裝備、操作管理水平、環(huán)保認(rèn)識(shí)等因素影響波動(dòng)，現(xiàn)代煤化工廢水并無(wú)統(tǒng)一的處理模式。目前，專(zhuān)業(yè)從事廢水處理的公司也基本沒(méi)有獨(dú)立完成廢水處理全流程成功運(yùn)營(yíng)的案例。

根據(jù)廢水最終去向的不同，現(xiàn)代煤化工廢水工藝技術(shù)流程往往分為以下兩條路線：1）排放路線。廢水具有排污去向時(shí)，企業(yè)將廢水經(jīng)過(guò)“生化處理—深度處理”后充分回用，高濃鹽水排放至地表水體。2）不外排路線?！笆晃濉逼陂g，在不具備排污去向的地區(qū)，企業(yè)為推動(dòng)項(xiàng)目通過(guò)審批，提出廢水不外排的技術(shù)路線，即“生化處理—深度處理—蒸發(fā)塘自然蒸發(fā)”路線?！笆濉币詠?lái)，受實(shí)踐中存在的種種弊端影響，該路線逐漸不被認(rèn)可，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了“結(jié)晶”路線，即不再向外界排放廢水，而是采用結(jié)晶工藝從廢水中提取出固態(tài)鹽。但目前沒(méi)有現(xiàn)代煤化工企業(yè)真正提取出氯化鈉、硫酸鈉固體，個(gè)別項(xiàng)目提出的固態(tài)鹽仍為雜鹽，氯化鈉、硫酸鈉分離提純的技術(shù)仍在中試、甚至小試階段，屢屢不成功。

總體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目采用的廢水處理流程較長(zhǎng)，主要分為如下4個(gè)工藝過(guò)程，即預(yù)處理（主要為酚、氨回收）、生化處理、深度處理及回用、高鹽廢水處理。

2.1 酚、氨回收

酚、氨回收聯(lián)合工藝主要用于碎煤加壓氣化和煤直接液化項(xiàng)目的含酚、氨廢水的預(yù)處理。以碎煤加壓氣化為代表的固定床氣化技術(shù)氣化溫度相對(duì)較低，合成氣中含有一定濃度的酚和氨，造成氣化廢水含有高濃度的酚和氨，酚、氨回收聯(lián)合工藝是該類(lèi)廢水的必選預(yù)處理措施。采用氣流床氣化工藝的煤制甲醇、烯烴等項(xiàng)目的工藝廢水的酚含量極低，不需要設(shè)置酚回收設(shè)施。酚、氨回收裝置既是污水預(yù)處理設(shè)施，同時(shí)也是酚、氨副產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)施，酚、氨回收是否平穩(wěn)運(yùn)行受煤質(zhì)、氣化工藝等多種因素影響，其穩(wěn)定運(yùn)行也是保證現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)和廢水生化處理平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。在實(shí)際運(yùn)行中，企業(yè)考慮酚、氨回收聯(lián)合工藝的復(fù)雜性和產(chǎn)品控制等因素，將酚、氨回收裝置作為工藝裝置嚴(yán)格控制管理較為合理。

傳統(tǒng)上，煤化工的酚、氨回收工藝流程都是先萃取再脫氨［6］，因而萃取時(shí)pH較高，不利于酚的萃取脫除。目前部分新建煤化工項(xiàng)目采用酚、氨回收改進(jìn)工藝，即“先脫氨再萃取脫酚”，使廢水中的總酚質(zhì)量濃度一般低于600 mg/L、COD低至3 500 mg/L以下［7］。

2.2 生化處理

煤化工廢水的生化處理一般采用較為主流的A/O工藝，常見(jiàn)的形式有推流池、SBR［8］、氧化溝、循環(huán)式活性污泥法（CAST）等。煤化工廢水進(jìn)入主生化系統(tǒng)前，為了避免生產(chǎn)裝置工況異常導(dǎo)致后續(xù)系統(tǒng)受到?jīng)_擊，預(yù)處理單元設(shè)置一座調(diào)節(jié)池來(lái)對(duì)進(jìn)水水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。A/O工藝是前置反硝化工藝，A池為缺氧池，作用是將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2逸出。某項(xiàng)目將O池按功能劃分為三部分，分別是高負(fù)荷脫碳段、低負(fù)荷脫碳段、硝化段，前兩段脫除COD和BOD，后一段是將凱氏氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，并通過(guò)硝化液回流至A池進(jìn)行反硝化。SBR工藝能夠通過(guò)時(shí)間和空間上造成交替缺氧和好氧過(guò)程而實(shí)現(xiàn)同池內(nèi)的硝化-反硝化功能。

由于不同氣化工藝所產(chǎn)生廢水的特性不同，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)合理選擇處理工藝。某煤制烯烴項(xiàng)目，廢水可生化性較好，BOD5/COD約為0.4，調(diào)節(jié)池出水COD約為600 mg/L，A/O停留時(shí)間近80 h，經(jīng)A/ O/BAF處理后，出水COD約為60 mg/L。某煤制甲醇及下游化工產(chǎn)品項(xiàng)目，A池進(jìn)水COD約為1 200 mg/L，采用二級(jí)A/O，停留時(shí)間70 h，沉淀池出水COD約為120 mg/L。但采用碎煤加壓氣化技術(shù)的煤制天然氣項(xiàng)目，其廢水的生化處理相對(duì)困難，甚至需要在預(yù)處理后設(shè)置厭氧單元，用于提高廢水的可生化性。厭氧工藝通常有兩種類(lèi)型，一種是水解酸化工藝，另一種是厭氧污泥流化床工藝。

2.3 深度處理及回用

我國(guó)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目多布局于西部缺水地區(qū)，為充分提高水資源的利用率，必須進(jìn)行廢水深度處理，以滿(mǎn)足回用要求。深度處理工藝包括絮凝、澄清、沉淀、中和、過(guò)濾、超濾、反滲透等。某項(xiàng)目對(duì)于生化處理單元出水采用了電解化學(xué)氧化的高級(jí)氧化技術(shù)。電解化學(xué)氧化法是利用陽(yáng)極的高電位來(lái)降解溶液中的有毒化合物，由于反應(yīng)過(guò)程中能產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的·OH自由基，在處理難生物降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水時(shí)，具有開(kāi)環(huán)和斷鏈作用，改性作用明顯，能提高廢水的可生化性［9］。

回用水的去向一般作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)水，故深度處理出水的水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足GB 50335—2002《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》［10］中循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)要求，出水含鹽量一般應(yīng)小于100 mg/L，回用水回收利用率一般應(yīng)達(dá)到70%及以上。

2.4 高鹽廢水處理

高鹽廢水一般來(lái)自反滲透裝置的濃水。對(duì)于高濃鹽水，一般處理流程為：預(yù)處理（過(guò)濾、超濾等）—反滲透—蒸發(fā)（多效蒸發(fā)、機(jī)械壓縮蒸發(fā)等）［11］。反滲透處理后的清水回用于循環(huán)水系統(tǒng)，產(chǎn)生的濃液一般送去結(jié)晶器或蒸發(fā)塘處置。“十一五”示范項(xiàng)目中，部分項(xiàng)目將高鹽廢水蒸發(fā)后直接外排地表水體或送至蒸發(fā)塘自然晾曬，而“十二五”開(kāi)展前期工作的示范項(xiàng)目多數(shù)考慮將濃鹽液送入結(jié)晶裝置，提取固體鹽。

3 我國(guó)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目廢水處理誤區(qū)和建議

3.1 廢水“零排放”的實(shí)質(zhì)問(wèn)題

在我國(guó)，大量的煤化工項(xiàng)目集中布局在缺少納污水體的西部地區(qū)，受自然環(huán)境限制，廢水沒(méi)有排放去向。為推動(dòng)煤化工項(xiàng)目上馬，企業(yè)及地方政府提出所謂的廢水“零排放”方案。單就技術(shù)本身而言，如不計(jì)成本、不考慮長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，是可以實(shí)現(xiàn)廢水“不外排”的。但是廢水“不外排”并不等同于廢水“零排放”。實(shí)際上，廢水零排放是一個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題，不僅僅是水的問(wèn)題，還涉及廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的大氣污染（主要是VOCs）和廢渣的問(wèn)題。真正意義上的廢水“零排放”指的是廠內(nèi)除后期雨水外所有廢水全部綜合利用，沒(méi)有任何途徑的變相排放（包括回收水）；廢水處理能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定可靠運(yùn)行，廢水處理過(guò)程中的副產(chǎn)物全部得到利用或安全處置，包括氣相與固相物質(zhì)在內(nèi)的所有廢物沒(méi)有任何形式的污染轉(zhuǎn)移。

目前已獲國(guó)家發(fā)改委路條的約30個(gè)項(xiàng)目中大部分計(jì)劃采用廢水“零排放”技術(shù)路線。就單個(gè)煤化工企業(yè)而言，一方面處理后的廢水由于難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)回用而導(dǎo)致一系列問(wèn)題，另一方面，以蒸發(fā)—結(jié)晶為核心的所謂“零排放”技術(shù)的綜合成本極高，現(xiàn)有水處理企業(yè)計(jì)算成本時(shí)僅計(jì)算工藝本身的設(shè)備費(fèi)（含反滲透裝置損耗）、動(dòng)力費(fèi)、人工費(fèi)等，未綜合考慮結(jié)晶鹽的最終處置成本、二次污染治理成本以及大量處理后無(wú)法回用的廢水外排的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)成本等。據(jù)了解，目前沒(méi)有一家已運(yùn)行的煤化工企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義的“零排放”，廢水處理過(guò)程仍存在揮發(fā)性有機(jī)物逸散、生化污泥和結(jié)晶鹽處置方式不安全等問(wèn)題。

當(dāng)前現(xiàn)代煤化工行業(yè)普遍存在的廢水處理問(wèn)題，其實(shí)已脫離單個(gè)廢水處理技術(shù)本身。所謂廢水“零排放”方案不應(yīng)大規(guī)模推廣，建議應(yīng)將企業(yè)優(yōu)化合理選址布局作為前提，以改善環(huán)境質(zhì)量為核心，以環(huán)境為首要布局考慮因素。煤化工項(xiàng)目如何選址布局，是關(guān)乎生態(tài)環(huán)境保護(hù)的核心問(wèn)題。分析“十一五”現(xiàn)代煤化工示范項(xiàng)目的分布情況可以發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目布局十分分散。煤炭資源作為煤化工項(xiàng)目的原料，其選址布局主要分為坑口、用戶(hù)、第三地等3種。目前的項(xiàng)目選址均以煤炭資源作為首要因素，地方政府要求煤炭企業(yè)在本轄區(qū)內(nèi)選擇煤炭運(yùn)輸費(fèi)用低的坑口方案，但由于我國(guó)煤水資源分布不均，煤炭富集地區(qū)生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，該方案存在水和環(huán)境要素不匹配的問(wèn)題，規(guī)劃布局的不合理性已在先期投運(yùn)的示范項(xiàng)目逐步顯現(xiàn)。建議打破轄區(qū)壁壘，優(yōu)先選擇水資源相對(duì)豐富、具備排污去向、水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小的第三地，布局現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目。

3.2 廢水處理技術(shù)與管理中的普遍問(wèn)題

目前各行業(yè)普遍存在“重生產(chǎn)輕環(huán)?！钡乃枷耄跋任廴竞笾卫怼眴?wèn)題突出，缺乏系統(tǒng)化的先進(jìn)企業(yè)管理理念。個(gè)別項(xiàng)目的主體生產(chǎn)工藝在工業(yè)化試驗(yàn)后進(jìn)行了大規(guī)模推廣，但對(duì)廢水處理難度估計(jì)不足，廢水處理方案甚至僅在進(jìn)行了小試后就與主體工藝同步上馬大規(guī)模工業(yè)化。個(gè)別項(xiàng)目未落實(shí)環(huán)評(píng)批復(fù)要求或不正常運(yùn)行廢水處理設(shè)施，由于對(duì)環(huán)保問(wèn)題重視程度不夠和設(shè)計(jì)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足，在試生產(chǎn)過(guò)程中，將無(wú)法回用的廢水或高濃度有機(jī)廢水排入蒸發(fā)塘，甚至偷排至外環(huán)境，造成了不良環(huán)境影響，遭到輿論譴責(zé)。

單就廢水處理技術(shù)本身，存在酚、氨回收效率低影響生化處理、難降解污染物濃度高、泡沫問(wèn)題突出、氨氮及總氮去除效率低下、生物毒性顯著、水質(zhì)波動(dòng)大、處理設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定性差、高濃鹽水處理成本居高不下等問(wèn)題。

現(xiàn)代煤化工屬于高技術(shù)行業(yè)，為促進(jìn)行業(yè)健康有序發(fā)展，對(duì)其用水和廢水也應(yīng)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。首先，應(yīng)統(tǒng)籌考慮前段化工工藝和后段污水處理工藝的系統(tǒng)銜接問(wèn)題，從煤種、工藝參數(shù)、操作條件等角度吃透主體工藝和水污染物源強(qiáng)，從化工裝置源頭上減少污染物排放量；其次，廢水處理技術(shù)應(yīng)在與主體工藝開(kāi)展同等深度的研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上再工業(yè)化，真正承擔(dān)環(huán)保示范任務(wù)，不宜盲目提出所謂“零排放”方案并被簡(jiǎn)單快速?gòu)?fù)制；第三，在國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作要求日益嚴(yán)格的新形勢(shì)下，“環(huán)保違法成本低、守法成本高”的形勢(shì)已逐漸得到扭轉(zhuǎn)，企業(yè)應(yīng)高度重視廢水處理等環(huán)保問(wèn)題，將水作為核心生產(chǎn)要素而非輔料管理，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)及廢水處理操作人員的培訓(xùn)和要求，做到真正精細(xì)化管理。

3.3 蒸發(fā)塘的污染轉(zhuǎn)移問(wèn)題

我國(guó)“十一五”煤化工示范項(xiàng)目幾乎全部采用蒸發(fā)塘路線的廢水“零排放”方案。通過(guò)實(shí)地考察調(diào)研，目前大部分已投運(yùn)的項(xiàng)目都存在不同程度上的環(huán)境問(wèn)題。至今仍沒(méi)有一個(gè)項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定的廢水“零排放”，僅1個(gè)“零排放”項(xiàng)目完成竣工環(huán)保驗(yàn)收，輿論質(zhì)疑不斷。嚴(yán)格說(shuō)，蒸發(fā)塘方案并非真正意義上的廢水“零排放”。蒸發(fā)塘在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：

一是蒸發(fā)能力差。事實(shí)上，新疆伊犁、內(nèi)蒙古蒙東和鄂爾多斯等地區(qū)自然干燥指數(shù)低，項(xiàng)目配套的蒸發(fā)塘均保持高水位，蒸發(fā)能力遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)水平，蒸發(fā)效果不顯著，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大。

二是使用功能錯(cuò)位。蒸發(fā)塘并非廢水緩沖池，更非事故水池。為減緩上游工藝裝置異常排水對(duì)生化處理系統(tǒng)的沖擊和處理后廢水的調(diào)蓄，現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目一般在污水處理站設(shè)置符合設(shè)計(jì)的大容量事故污水緩沖池和廢水收集緩沖池。而蒸發(fā)塘的功能定位僅僅是晾曬無(wú)法回用、無(wú)法外排的高濃鹽水。但個(gè)別企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，將無(wú)法處置的高濃度有機(jī)廢水排入蒸發(fā)塘，將蒸發(fā)塘作為事故水池利用，與設(shè)計(jì)初衷不符，造成VOCs和其他有毒有害物質(zhì)大量外排，污染周邊大氣環(huán)境。這些高鹽、高有機(jī)物廢水，或由于高含鹽量導(dǎo)致其無(wú)法回抽至生化處理裝置處理、或由于高有機(jī)物濃度導(dǎo)致其無(wú)法回抽至蒸發(fā)結(jié)晶單元處理，造成蒸發(fā)塘久久無(wú)法正常使用。

三是防滲性能不佳?，F(xiàn)代煤化工廢水中的“鹽”主要來(lái)源于原水和涉水環(huán)節(jié)（如pH調(diào)節(jié)）人為添加的鹽。部分蒸發(fā)塘中已有深根水生植物，可見(jiàn)防滲層已被破壞。對(duì)部分企業(yè)的蒸發(fā)塘進(jìn)行“鹽平衡”核算發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)塘內(nèi)實(shí)測(cè)的含鹽量遠(yuǎn)低于理論含鹽量，說(shuō)明大量的鹽分有滲入地下的可能性，將對(duì)地下水和土壤造成不利影響。

四是對(duì)退役期蒸發(fā)塘的環(huán)境影響缺乏基本考慮。在實(shí)際運(yùn)行中，由于大部分所謂廢水“零排放”的建設(shè)項(xiàng)目為新建項(xiàng)目，未到蒸發(fā)塘的封塘期，部分工業(yè)園區(qū)雖已考慮到蒸發(fā)塘的問(wèn)題，但其鹽泥處置和封塘后的措施均不明確。

建議今后僅允許在寧夏、新疆準(zhǔn)東等自然干燥指數(shù)高的地區(qū)少量布置蒸發(fā)塘，嚴(yán)格其自然晾曬高濃鹽水的使用功能，仿照自然曬鹽場(chǎng)建設(shè)并開(kāi)展環(huán)保示范，加強(qiáng)防滲處理，找尋妥善處理鹽泥的途徑和措施。在上述具備環(huán)保示范意義的蒸發(fā)塘取得成功前，不建議再盲目鋪開(kāi)建設(shè)蒸發(fā)塘。

3.4 廢水處理與固體廢物處理、廢氣處理的關(guān)系問(wèn)題

煤化工廢水“零排放”是一個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題，不僅僅是水的問(wèn)題，還涉及廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的固體廢物問(wèn)題和廢氣問(wèn)題，應(yīng)全方位看待，不應(yīng)就廢水處理談?wù)搹U水處理。

煤化工廢水處理問(wèn)題會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w廢物處理問(wèn)題。采用“蒸發(fā)結(jié)晶路線”的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)在于，除了調(diào)節(jié)pH時(shí)人為添加可增加溶解性總固體的藥劑外，為了滿(mǎn)足超濾和反滲透的進(jìn)水要求，系統(tǒng)中還需要投加大量的軟化藥劑進(jìn)行除垢，清除廢水中鈣、鎂、硅等雜質(zhì)。據(jù)測(cè)算，每處理100 t廢水，污泥產(chǎn)生量高達(dá)1.2 t。現(xiàn)階段對(duì)現(xiàn)代煤化工廢水污泥中重金屬含量的研究不充分，污泥如處理不當(dāng)易引發(fā)二次污染問(wèn)題。較大規(guī)模的煤化工企業(yè)每年產(chǎn)生上萬(wàn)噸雜鹽，其綜合利用價(jià)值不大。個(gè)別新建企業(yè)盡管已設(shè)計(jì)建設(shè)了結(jié)晶雜鹽的工藝，但卻并沒(méi)有雜鹽的妥善處置方式。如作為危險(xiǎn)廢物處置，危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)無(wú)足夠有效空間處置大量雜鹽，雜鹽固化技術(shù)尚不成熟，企業(yè)也難以承受委托處置的高成本。對(duì)雜鹽處置不當(dāng)易引起二次污染，并復(fù)溶于雨水或進(jìn)入地下水。而煤化工結(jié)晶鹽分離提純的技術(shù)甚至還沒(méi)普遍達(dá)到中試成熟，未來(lái)如何實(shí)現(xiàn)雜鹽的低成本分離提純、純化鹽能否得到綜合有效利用，將在一定程度上決定煤化工的發(fā)展方向。為避免高鹽廢水處理技術(shù)路線發(fā)生系統(tǒng)性、方向性的失敗，建議目前僅由極少數(shù)具備條件的新建項(xiàng)目開(kāi)展結(jié)晶鹽純化分離環(huán)保示范任務(wù)，在分鹽取得成功、結(jié)晶鹽具備經(jīng)濟(jì)環(huán)保的綜合利用途徑后，再行逐步推廣煤化工高鹽廢水分鹽路線。

煤化工廢水中含有烴類(lèi)、苯系物、揮發(fā)酚等多種VOCs污染物。在廢水處理工藝中的均質(zhì)調(diào)節(jié)、曝氣等環(huán)節(jié)，廢水中各種VOCs隨著溫度變化可能釋放到大氣中，此外還存在不同類(lèi)型的廢水在收集系統(tǒng)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出新的VOCs的可能。部分現(xiàn)有運(yùn)行的現(xiàn)代煤化工示范項(xiàng)目存在由于廢水處理過(guò)程逸散出VOCs和惡臭物質(zhì)而導(dǎo)致擾民的案例。未來(lái)，國(guó)家將就該類(lèi)污染物普遍征收排污費(fèi)。因此，廢水處理中的無(wú)組織排放管理應(yīng)作為現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目環(huán)境管理的重點(diǎn)，并在廢水處理工藝過(guò)程中采用密閉措施，進(jìn)行VOCs、惡臭物質(zhì)和其他有毒有害物質(zhì)的收集和處理。

3.5 污染物源頭控制問(wèn)題

煤氣化過(guò)程是復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，產(chǎn)生的廢水主要由煤質(zhì)、原水水質(zhì)和氣化爐型決定。煤炭資源能否得到合理高效利用，是源頭控制的第一環(huán)節(jié)。一些特種煤，如富油褐煤（如新疆哈密地區(qū)的褐煤含油率為10%左右）被用于生產(chǎn)蘭炭，不僅增加了污染物的處理難度，而且無(wú)法充分利用煤中的有效資源。又如高含氯的煤炭被用于煤化工行業(yè)，由于煤中氯含量過(guò)高引起大氣污染物、水污染物增加且處理難度極大。因此，煤化工廢水處理首先應(yīng)從源頭進(jìn)行控制，通過(guò)清潔生產(chǎn)工藝，減輕原料帶來(lái)的有毒有害污染物的數(shù)量和濃度，實(shí)現(xiàn)源頭控制。

根據(jù)煤質(zhì)合理的選擇氣化工藝，結(jié)合環(huán)保要求統(tǒng)籌考慮工藝流程是源頭控制的另一重要環(huán)節(jié)。目前西部煤化工面臨的一個(gè)重要難題就是蒸發(fā)濃縮母液處置去向問(wèn)題。單純的結(jié)晶并不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的“零排放”，需要從源頭控制考慮解決此問(wèn)題的可行性。據(jù)了解，美國(guó)大平原公司的多效蒸發(fā)濃縮液最早是采用焚燒爐焚燒，實(shí)際運(yùn)行中機(jī)械故障較多；經(jīng)過(guò)改進(jìn)，多效蒸發(fā)濃縮液和生化污泥直接返回氣化爐焚燒，殘留有機(jī)物被燒掉，水中的鹽進(jìn)入氣化灰渣。美國(guó)大平原公司的運(yùn)行結(jié)果表明，含塵焦油、多效蒸發(fā)濃縮液、生化處理產(chǎn)生的污泥均可送氣化爐處理，對(duì)氣化爐也沒(méi)有不利的影響。再如，最早上馬的一批項(xiàng)目大多采用碎煤加壓氣化爐，廢水污染問(wèn)題較為嚴(yán)重，隨著工藝改進(jìn)，新上項(xiàng)目很多采取了組合爐型，如“碎煤加壓氣化+粉煤氣化”以及“碎煤加壓氣化+水煤漿氣化”，后者可以考慮用碎煤加壓產(chǎn)生的高濃度廢水制水煤漿，廢水中的有機(jī)物在氣化爐中燃燒，充分利用熱量的同時(shí)，也降低了后續(xù)廢水處理負(fù)擔(dān)。

現(xiàn)代煤化工屬于高技術(shù)行業(yè)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮前段化工工藝和后段污水處理工藝的系統(tǒng)銜接問(wèn)題，從煤種、工藝參數(shù)、操作條件等角度吃透主體工藝和水污染物源強(qiáng)，從化工裝置源頭上減少污染物的排放量。

4 結(jié)語(yǔ)

適度有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工，將其作為生產(chǎn)乙烯及下游化工產(chǎn)品的重要補(bǔ)充途徑，具有非常重要的意義。煤化工行業(yè)目前面臨新的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保形勢(shì)，一方面國(guó)際油價(jià)總體偏低，即使在煤炭?jī)r(jià)格低的形勢(shì)下，煤化工產(chǎn)品的利潤(rùn)空間也隨著油價(jià)下跌而逐步萎縮，有的產(chǎn)品價(jià)格已失去價(jià)格優(yōu)勢(shì)或已低于生產(chǎn)成本；另一方面，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視，作為高污染行業(yè)的煤化工，能否在環(huán)境保護(hù)技術(shù)進(jìn)步方面有所突破，將一定程度上決定行業(yè)發(fā)展的潛力。

現(xiàn)代煤化工行業(yè)要發(fā)展，回避不了廢水處理處置問(wèn)題，但不應(yīng)僅僅糾結(jié)于廢水“零排放”，“零排放”也不是唯一道路。針對(duì)高鹽廢水的最終去向，建議應(yīng)加強(qiáng)制度創(chuàng)新和科技創(chuàng)新，由企業(yè)自主承擔(dān)“環(huán)保示范任務(wù)”，探索包括利用人工鹽湖、天然鹽湖、深井灌注等在內(nèi)的多種處置方案，研究制定差異化的環(huán)保法律法規(guī)政策與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，推進(jìn)煤化工行業(yè)的綠色發(fā)展。

煤化工廢水處理應(yīng)首先從源頭入手進(jìn)行管控，通過(guò)合理布局、合理用煤、改進(jìn)工藝、運(yùn)用新技術(shù)等方式從根本上降低污染物的排放，減輕污水處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。其次，全行業(yè)應(yīng)一起努力，共同研究行業(yè)發(fā)展中存在的廢水處理處置問(wèn)題的原因，探討解決思路，找尋解決辦法。未來(lái)，現(xiàn)代煤化工行業(yè)廢水處理領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)在碎煤加壓氣化廢水處理、費(fèi)托合成廢水處理、含鹽廢水處理、廢水回用系統(tǒng)調(diào)度、結(jié)晶鹽綜合利用、廢水處理的二次污染防治、多途徑廢水處置去向等方面開(kāi)展大量關(guān)鍵技術(shù)和政策的研究，引導(dǎo)行業(yè)朝著健康有序的方向可持續(xù)性地發(fā)展。

［1］ 周學(xué)雙，趙秋月. 對(duì)我國(guó)煤炭利用與煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)保思索［J］. 節(jié)能與環(huán)保，2009，35（11）：106 -109.

［2］ 紀(jì)欽洪，于廣欣，張振家. 煤化工含鹽廢水處理與綜合利用探討［J］. 水處理技術(shù)，2014，40（11）：8 - 12.

［3］ 童莉，郭森，周學(xué)雙. 煤化工廢水零排放的制約性問(wèn)題［J］. 化工環(huán)保， 2010，30（5）：371 - 375.

［4］ 曲風(fēng)臣. 煤化工廢水“零排放”技術(shù)要點(diǎn)及存在問(wèn)題［J］. 化學(xué)工業(yè)，2013，31（2/3）：18 - 24.

［5］ 伍金偉，汪誠(chéng)文，于海. EGSB反應(yīng)器處理煤制油費(fèi)托合成廢水的研究［J］. 工業(yè)水處理，2015，35 （11）：56 - 59.

［6］ 黃開(kāi)東，李強(qiáng)，汪炎. 煤化工廢水“零排放”技術(shù)及工程應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］. 工業(yè)用水與廢水， 2012，43 （5）：1 - 6.

［7］ 陳赟，王卓. 煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應(yīng)用［J］. 煤化工，2012，167（4）：44 - 48.

［8］ 姬鵬霞，楊建，劉志輝. SBR法處理魯奇加壓氣化廢水存在問(wèn)題的探討及措施［J］. 山東科學(xué)，2005，18 （4）：83 - 85.

［9］ 施國(guó)鍵，喬俊蓮，鄭廣宏，等. 電化學(xué)氧化處理生物難降解有機(jī)廢水的研究進(jìn)展［J］. 化工環(huán)保，2009，29（4）：326 - 330.

［10］ 中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究院. GB 50335—2002 污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［11］ 魏江波. 煤制油廢水零排放實(shí)踐與探索［J］. 工業(yè)用水與廢水，2011，42（5）：70 - 75.

（編輯 葉晶菁）

Misunderstandings on wastewater treatment of modern coal chemical industry in China and suggestions for it

Liang Rui1，Cui Cancan2，Ran Lijun1，Cui Jishan1
（1. Appraisal Center for Environment and Engineering，Ministry of Environmental Protection，Beijing 100012，China；2. Beijing Guodianfutong Science and Development Co. Ltd.，Beijing 100070，China）

The sources and characters of wastewater from coal chemical industries in China are introduced. The processing routes of wastewater treatment are concluded. The misunderstandings on wastewater treatment of coal chemical industry in China are discussed，such as：“zero discharge” of wastewater，wastewater treatment technology and administration，pollution transfer of evaporation pond，relationship among wastewater treatment，solid waste treatment and waste gas treatment，source control of pollutant，and so on. The suggestions are also presented.

coal chemical industry；wastewater treatment；policy suggestion；evaporation pond；zero discharge

X32

A

1006-1878（2016）04-0466-06

10.3969/j.issn.1006-1878.2016.04.021

2016 - 01 - 14；

2016 - 03 - 28。

梁睿（1983—），男，江蘇省徐州市人，碩士，工程師，電話(huà) 010 - 84913328，電郵 liangrui@acee.org.cn。聯(lián)系人：崔積山，電話(huà) 010 - 84913328，電郵 cancanyeah@163.com。