曲風(fēng)臣:煤化工廢水零排放再認(rèn)識
廢水零排放的內(nèi)涵到底是什么?到目前為止缺少準(zhǔn)確定義。GB /T21534-2008《工業(yè)用水節(jié)水術(shù)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(dá)到無工業(yè)廢水外排”。但這個定義本身就不是很準(zhǔn)確。
我們注意到,近期國家能源局發(fā)布的《關(guān)于規(guī)范煤制燃料示范工作的指導(dǎo)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(rèn)為,應(yīng)該對煤化工廢水處理有一個新的認(rèn)識。
應(yīng)把有效防范水質(zhì)波動放首位
煤化工廢水組成復(fù)雜,酚氨濃度高,可生化性差,是典型的難降解有機(jī)廢水。如何高效地去除有機(jī)污染物,這一直是行業(yè)廢水處理的熱點(diǎn)。特別是煤化工廢水水質(zhì)波動大,如碎煤氣化廢水化學(xué)需氧量(COD)波動一般在3倍以上,某直接液化項(xiàng)目氣化廢水化學(xué)需氧量波動范圍甚至達(dá)10倍以上。
即使廢水化學(xué)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(zhì)的頻繁波動會影響生化系統(tǒng)的處理效果,甚至?xí)斐上到y(tǒng)癱瘓。因此,筆者認(rèn)為,現(xiàn)代煤化工應(yīng)把如何有效防范水質(zhì)波動放到首位。
為有效應(yīng)對煤化工廢水水質(zhì)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(shè)大容積的均質(zhì)池;三是在進(jìn)生化系統(tǒng)前,采用強(qiáng)化預(yù)處理措施。
應(yīng)以去除溶解性固體總量為主
筆者認(rèn)為,煤化工廢水處理的設(shè)計(jì)理念,應(yīng)以溶解性固體總量(TDS)的去除為主,而不是以“達(dá)標(biāo)排放”情景下的化學(xué)需氧量去除為主。
煤化工項(xiàng)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(shí),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(zhì)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(jié)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(jī)物而污染其它兩種鹽,不利于綜合利用,造成最終結(jié)晶鹽處理難度和處理費(fèi)用的增加。所以,煤化工廢水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)對各股鹽水進(jìn)行分質(zhì)、分級處理利用,一是當(dāng)原水鹽分濃度較高時(shí),可采取除鹽前置,對原水進(jìn)行零排放設(shè)計(jì),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(jìn)行零排放設(shè)計(jì),產(chǎn)生的鹽所含雜質(zhì)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(jìn)行零排放設(shè)計(jì),產(chǎn)生的鹽組分最為復(fù)雜,可根據(jù)實(shí)際組分的不同純化綜合利用或作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行安全處置。
不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)工程實(shí)例經(jīng)驗(yàn)
投資運(yùn)行成本低,工藝成熟可靠是污水處理設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的兩大原則,F(xiàn)有煤化工廢水處理流程設(shè)計(jì)大都在上述兩大原則的指導(dǎo)下,采用運(yùn)行成本相對較低、有運(yùn)行案例的長生化流程,生化停留時(shí)間超過120小時(shí)。但從目前運(yùn)行效果來看,并不理想。煤化工廢水處理技術(shù)選擇應(yīng)綜合進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)、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(chǔ)上可考慮新的技術(shù),而不應(yīng)過分地強(qiáng)調(diào)要有工程實(shí)例經(jīng)驗(yàn)。如某煤制油項(xiàng)目在生化處理前采用了強(qiáng)化預(yù)處理措施。該技術(shù)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(yùn)行成本也在可接受范圍內(nèi)。這樣的實(shí)踐就應(yīng)該給予支持和鼓勵。
最終目標(biāo)不是水質(zhì)最優(yōu)而是不排
筆者認(rèn)為,廢水零排放的最終目標(biāo)是不排,而不是出水水質(zhì)的最優(yōu),出水指標(biāo)只要滿足回用水點(diǎn)的用水指標(biāo)即可,F(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(bǔ)水作為主要回用水點(diǎn),按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)水補(bǔ)水的總?cè)芙夤腆w、化學(xué)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(zhì)遠(yuǎn)好于上述標(biāo)準(zhǔn)值,實(shí)際上造成了廢水的過度處理。筆者認(rèn)為,煤化工項(xiàng)目應(yīng)采用水夾點(diǎn)技術(shù),在廢水的梯級利用、循環(huán)使用、再生使用3個層次進(jìn)行系統(tǒng)的集成,通過尋求不同水質(zhì)、不同用戶的最佳匹配,實(shí)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(rèn)為,煤化工廢水處理應(yīng)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(shù),處理有機(jī)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(zhuǎn)移。只要做到這兩點(diǎn),就可以叫做零排放。
現(xiàn)階段我國煤化工廢水處理確實(shí)存在諸多問題,但這是新技術(shù)應(yīng)用過程中的必然階段。國家應(yīng)該以現(xiàn)有煤化工廢水處理工藝為基礎(chǔ),充分總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),規(guī)范煤化工廢水處理環(huán)節(jié)的建設(shè)、運(yùn)行,提高處理技術(shù)、設(shè)備水平、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及人才素質(zhì)的不斷提升,來驅(qū)動煤化工廢水零排放目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
(來源:《中國煤化工》雜志,作者單位為石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院)