煤化工廢水及其處理技術進展
煤化工廢水特點
與其他傳統化工相比，煤化工最大的軟肋就是耗水量、排水量大，必須要有比較豐富的可獲得性水資源作保障。目前我國煤化工項目的主要分布地，恰恰也是我國水資源貧乏地。山西、陜西、內蒙古、寧夏等地區的煤炭資源占有量為國內已探明儲量的67%，而晉陜蒙寧4個地區水資源僅占全國總量的3.85%，屬于嚴重缺水地區。
神華寧東煤化工基地烯烴循環水、供水系統安裝及土建項目的循環水裝置最大水處理量高達日432萬立方米，相當于北京城區每日最高用水量257.5萬立方米的1.68倍。山西晉城市已建成、在建、擬建和規劃建設的40個煤化工項目總需水量每年約1.62億立方米，占全市水資源可利用總量的近1/4。若全部項目建成，將占全市工業總需水量的近40%。人們自然有理由擔心，一是如此巨大用水量，當地水資源是否能夠支撐?二是污水如不能環保處理，用水大戶必將成為水污染大戶。比如山西晉城40個煤化工項目，其排污水量每年至少3 000萬立方米，若排放的污水不經處理排入河道，將直接影響2.5億立方米地表水的水質。因此，對煤化工企業來說，盡可能減少新鮮水的消耗，同時最大限度地減少廢水外排，實現真正的零排放，不僅是煤化工企業向外展示環保的形象需要，也是企業裝置長期穩定運行的保障。
煤化工廢水含有大量的酚類、烷烴類、芳香烴類、雜環類、氨氮和氰等有毒有害物質。煤化工廢水的處理不僅是制約我國煤化工產業發展的瓶頸，也是國內外煤化工產業共同面臨的一大難題。
煤化工項目規模的日益擴大，隨之所面臨的水環境問題也更為突出。據預測，如果在山西晉城有條件的煤化工企業實行廢水零排放，每年節約的冷卻水量可達10億立方米，相當于2010年南水北調工程全線建成后進京的調水量。
重視節水設計
“十二五”期間，我國將繼續推進新型煤化工的發展，同時污染物控制、生態環境保護、資源節約力度也將加大。煤化工項目設計首先應樹立節水觀念，采用先進節水工藝、設備，從工程上優化布局，最大限度地少用水、少排水。
據介紹，在煤化工行業，循環冷卻水用量占到取水量的60%以上。減少循環冷卻水用量與實施循環冷卻水零排放是煤化工項目節水的重要途徑。空氣冷卻與傳統的水冷卻相比，節水明顯。以年產60萬噸甲醇項目配套的裝機容量50兆瓦熱電廠為例，采用空冷技術，整個機組比水冷發電機組多投資1 850萬元，但每年可節約取水200噸，相當于整個項目年取水總量的18%。由于空冷占地大、投資大，許多工程設計不愿意加大投資，放棄采用空冷器和優化換熱網絡等節水措施，大量采用循環水冷卻，導致實際生產中噸產品耗水量大幅上升。經過論證，如果煤化工項目能夠全面應用空冷技術，其循環冷卻水量將減少50%~70%，總取水量將減少30%~50%。
煤化工生產工藝和技術的選擇對煤化工企業治污、節水同樣至關重要。陜西省石油化工研究設計院介紹，煤制甲醇雙塔精餾工藝消耗循環水150~180立方米，而三塔精餾為60~80立方米，節水效果明顯，應該優先采用。
水煤漿氣化爐采用半封閉式供煤、濕法磨煤以及氣流床氣化，全過程污染輕微，而且產生的廢水量少，廢水中的特征污染物單一，化學需氧量每升僅200~760毫克，易于生化處理。華東理工大學潔凈煤技術研究所表示，水煤漿氣化1噸煤摻水大約0.66噸，完全可以利用系統產生的廢水，大型煤化工項目選擇水煤漿氣化技術治污節水節能明顯;魯奇爐氣化產生的廢水化學需氧量每升3 500~23 000毫克，廢水中含的污染物成分復雜，產生的水量大，治理難度大、成本高。將水煤漿氣化爐與魯奇爐進行組合優化設計。水煤漿氣化制漿用水恰好消耗掉魯奇氣化的廢水，這樣不僅可以對水量進行平衡、循環利用，而且省去污水治理費用。
我國目前已有的新型煤化工項目，普遍注重能源的消耗與降耗，而忽視了水的消耗與節約;普遍對生產工藝指標關注，而對如何優化工藝流程和設備、生產工藝用水方式，最大限度地少用水、少排水、不排水還沒有給予足夠重視，在考核驗收中也忽略了這一問題。
水土流失不容忽視
新的《中華人民共和國水土保持法》于2011年3月開始施行。新法規進一步完善了水土保持規劃、水土流失預防和治理、水土保持監測和監督等各項規定，將使快速發展的煤化工產業面臨嚴峻的挑戰。隨著我國水土保持依法治理力度的加大，煤化工行業需要正視水土保持問題，在開發建設煤化工項目的同時，必須要采取相應措施，加強水土流失預防和治理工作。
我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一。水利部的統計數據顯示，目前中國水土流失面積達356.92萬平方千米，約占國土總面積的1/3，亟待治理的則有近200萬平方千米。黃河流域的黃土高原地區是我國水土流失最為嚴重、生態系統最為脆弱的地區，而黃土高原又是我國重要的煤化工基地。1月初，黃河水利委員會首次發布《2010年黃河流域水土保持公報》，公報顯示，黃河流域水土流失面積46.5萬平方千米，占總流域面積的62%。煤化工是高耗能、高耗水、高投資的建設項目，產業的快速發展可能會打破地區脆弱的水資源平衡。同時，項目建設過程中，由于開挖填筑等施工活動將擾動原地貌、損毀地表植被，造成地表裸露，會加劇水土流失;而且在生產期間廢水、廢渣排放量大，又會對周邊生態環境產生極大影響。
煤化工項目建設期長，施工過程中，在大風和強降雨的條件下，建設區的土壤侵蝕強度劇增，為原地貌土壤侵蝕量的2~10倍。煤化工項目想要持續發展，首先要邁過水土保持這個門檻。
煤化工廢水多級生化組合處理技術
煤化工廢水多級生化組合處理技術處理碎煤加壓氣化廢水，處理效率高，經濟、環境和社會效益顯著。
這項廢水處理技術的具體技術路線為，煤化工廢水經過萃取脫酚和蒸氨回收工藝后，將廢水送入厭氧系統內進行處理，在厭氧細菌作用下，實現廢水中有機氮的釋放、難生物降解有機物的分解和產生甲烷過程，提高了廢水的好氧生化性能，并降低了后續工藝處理難度。厭氧工藝的出水與生活污水混合均勻后流入生物增濃低氧氧化池，經過厭氧系統處理后的煤化工廢水可使生化性能得到大幅提高，在低氧的狀態下，生物增濃低氧氧化池內的生物填料上固著了豐富的生物菌群，實現膜生物和懸浮微生物共存環境，可以快速有效地降解廢水中的有機污染物和實現部分氨氮硝化過程。生物增濃低氧氧化池出水流入生物脫氮工藝，脫氨池內投加了特殊脫氮填料，有助于硝化細菌和反硝化細菌固著在填料上生長和繁殖，重點完成廢水中氨氮硝化和部分反硝化過程，并進一步降低廢水中污染物濃度。生物脫氮工藝出水流入混凝沉淀池，通過投加化學藥劑去除煤化工廢水的色度和剩余的難降解有機物;混凝沉淀池出水進入生物濾池后，填料層吸附和截留了廢水中部分難降解有機物，濾料上微生物對這些有機物進一步降解。
甲醇含蠟廢水霧化焚燒再生化處理
河南煤業化工集團成功破解了甲醇生產裝置含蠟廢水處理難達標的問題。該技術改變了以往的甲醇廢水處理流程，先將甲醇廢水送至熱電車間的流化床鍋爐中霧化焚燒再進行生化處理。為了確保處理過程中的安全，隨時監測廢水流量和焚燒情況。據統計，該項目實施以來，每天可處理廢水70噸，在確保流化床鍋爐正常運行的基礎上，大大緩解了該公司污水治理的壓力，也為同行提供了經驗。
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