我国煤化工现行项目在节水减排方面存在诸多问题待解决。不少业内专家认为，通过技术创新和系统优化，破解我国现代煤化工节水减排瓶颈，已是“十三五”期间行业发展的当务之急。据了解，目前我国正在积极组织攻关，开发现代煤化工废水污染物控制技术。不过，不少新技术还有待进一步完善和验证。
煤化工节水减排遭遇拦路虎 创新技术成当务之急
“节水减排是现代煤化工发展的重要方向。水的问题，说白了还是资金问题。特别是酚氨废水，一个年产40亿立方米的煤制天然气项目，进口一套酚氨废水处理装置，就需要投资8亿元。这让已经遭遇困境的现代煤化工压力很大。”中国化学工程集团公司总工程师汪寿建近日表示。
2015年12月，环保部发布《现代煤化工建设项目环境准入条件》(以下简称《准入条件》)提出，现代煤化工要遵循更严格的节水标准和废水排放标准，不仅要强化节水措施，废水(包括含盐废水)排放也应满足相关污染物排放标准要求。
不少业内专家认为，通过技术创新和系统优化，破解我国现代煤化工节水减排瓶颈，已是“十三五”期间行业发展的当务之急。
现行项目诸多问题待解决
参与《准入条件》起草的大唐克旗煤制天然气项目环保总监刘志学表示：“按照《准入条件》的要求，目前已经投运的一些现代煤化工项目，在节水减排方面还存在诸多问题有待解决。一是跨界发展现象普遍，缺乏专业化管理团队;二是蒸发塘使用不当、恶臭气体逸散扰民、大量固废无法消化;三是项目周边普遍缺乏纳污水体，试车过程中大量清洁下水无出路;四是高COD、高含盐废水难处理，大量杂盐无法有效利用，一个40亿立方米/年煤制天然气项目每年产生5万~8万吨杂盐。”
据了解，高浓度有机废水主要来源于煤气化工艺废水，其特点是含盐量低、污染物以COD为主。一般COD含量在2000毫克/升以上，有的工段甚至超过10000毫克/升。很多废水BOD与COD的比值小于0.3，这类废水处理后仍难以达标，给周围环境造成不良影响。
据刘志学介绍，目前现代煤化工废水处理问题主要表现在4个方面。首先，行业对废水处理技术重视程度不够。个别研究机构只对某个单元技术研究较深，缺乏全流程专业研究机构，未能形成统一认识。其次，一些项目对废水处理不重视，单纯为过环评而环评，盲目夸大废水处理效果，掩盖某些技术缺陷，与实际工程不符。再次，行业对废水处理技术的交流较少，一些有现场运行经验的技术人员不愿意多讲困难。最后，部分单元缺乏行业标准。项目发展经常遇到“无法可依”，比如生化污泥焚烧和杂盐提纯后的产品标准等。
“煤化工废水结晶出来的杂盐因含有有机物及微量重金属而被划定为危险固废，这些杂盐应全部得到利用或安全处理。而目前杂盐分质资源化利用技术还处于攻关阶段，下游产品标准也存在不适用等制约。应高度关注高盐废水有效处置措施和技术的使用。”汪寿建如是说。
高盐水处理缺乏系统优化衔接
目前，煤化工废水处理工艺大致划分为预处理、生化处理、含盐废水回用、高盐水处理4个工艺单元。高盐水处理单元是技术难点，虽然技术种类多，但稳定运行的不多。
“下一步重点工作是筛选核心技术，在试验验证的基础上优化集成，探索杂盐减量化、资源化新途径。废水处理单元是一个复杂的系统工程，涉及了多项水处理技术，运行过程中要重视全系统全流程的优化和衔接，特别要重视水量动态平衡，避免系统冲击。关键是重视源头治理，从化工工艺上减少污染物的带入，对废水进行分类收集、分质处理已成为废水处理的先决条件。”刘志学认为，做好煤化工企业的节水减排工作，应从系统的角度考虑水的有效利用，将煤化工企业的全部用水部门当成一个整体水网络来优化，考虑如何分配各用水单元的水量和水质，使水的重复利用率达到最大，同时废水排放量达到最小。
据介绍，煤化工节水减排的过程系统工程方法是：水平衡测试—水网络系统集成优化—外排污水深度处理回用。水平衡测试是基础，通过加强完善校对计量仪表，做好全厂水平衡测试，计算用水技术经济指标，对比自身企业用水水平与先进水平的差距，将最容易挖潜的节水潜力挖到手;水网络系统集成优化是关键，利用“水夹点”方法逐级利用水质，合理配置水源和水阱，降低新鲜水用量，从而使配水量也大幅下降;外排污水深度处理回用是最后一步，经过前两步的处理污水排出量已大为减少，对于不得不从末端排出的污水，通过污水深度处理等手段进行处理，使其达到回用标准，再返回系统中使用。这一步的特点是设备投资大，投资回报周期长。
污染物控制新技术有待验证
据业内专家介绍，目前我国正在积极组织攻关，开发现代煤化工废水污染物控制技术。不过，不少新技术还有待进一步完善和验证。
以鲁奇炉气化工艺为例，煤中的轻质组分在气化过程中转化为煤气外，还有焦油、酚、氨、烷烃类等物质与煤气同时产生，绝大部分进入煤气水中，是典型的高浓度难降解有机废水。对此，由哈尔滨工业大学研发的专门处理鲁奇炉、BGL炉以及低温裂解炉等产生的高浓度酚氨废水组合处理技术(EBA工艺)，通过提高废水可生化性、降低废水毒性、提高污泥活性等措施，使高浓度酚氨废水处理出水满足回用水的标准。
湖北一家化企还开发出闭式空冷循环水冷却水节水技术。闭式空冷循环冷却水系统用软水或除盐水充当冷却水，吸收换热设备热量。软水在闭式循环系统中循环使用，不与外界空气接触，完成吸热和放热的热量传递过程。该工艺替代传统的工业循环冷却水系统，以节水型水膜式空冷器或联合式空冷器代替凉水塔，既保证冷却水温度能满足各项工艺要求，还可节水，减少管道设备结垢，延长设备使用寿命。
此外，浓盐水分盐结晶处理综合利用技术可能为高浓盐水综合利用提供了一条路径。高浓度盐水多级蒸发结晶为杂盐的技术在中煤图克的化肥项目上得到了验证，但这种杂盐的综合利用目前还存在问题。
“结晶分盐、综合利用技术，通过分步结晶的方式分离出氯化钠、硫酸钠，以及如何处理浓盐水中的有机物等杂质，其分步结晶的效果尚无实验数据验证。而且目前我国氯化钠、硫酸钠的产品质量标准并不适用于工业废水制盐，还需要进行充分论证和中试实验。”汪寿建介绍说。
