煤化工水处理：跨越障碍任务紧迫
■ 哈工
在向新型绿色能源过度时期内，合理发展煤化工产业是保证我国能源安全和经济可持续发展的必由之路。历经“十一五”、“十二五”的工程示范，我国在煤化工领域的技术已达国际先进甚至领先水平，但环保瓶颈一直制约着行业发展，特别是废水回用及资源化问题成为困绕企业发展的绊脚石，亟待加紧技术攻关，建设示范项目，制订相关标准与之配套。
粗放模式被喊“刹车”
多年粗放式管理模式下，生态环境被破坏的程度逐渐加大，相继发生的煤化工查汉淖尔湖污染、腾格尔沙漠污染及绿色和平组织调查事件，将煤化工推到了社会舆论的风口浪尖，也引起了有关部门的高度重视。
2013年中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司煤制烯烃项目，因违反“三同时”规定被环保部叫停，并罚款10万元；2013年世界绿色和平组织针对神华鄂尔多斯煤制油项目的噬水之煤违法排污调查报告。2013～2014年中国石油和化学工业联合会和环保部分别组织专家进行全国煤化工企业废水处理现状调研，达到环保要求零排放的企业处于空白。
我国水资源和煤炭资源的分布成逆向关系，新疆、内蒙古、陕西等煤化工项目重点开地区的水资源占有量不到全国总量的20%，这些地域往往既缺水又无环境容量。目前，国内已投产的煤化工企业废水处理项目能够稳定运行的工程实例很少，绝大多数处于故障运行状态。由于废水零排放工艺不成熟等原因，煤化工项目的发展受到限制。截至目前，“十二五”期间的煤化工项目约几万亿元的投资未能投入，严重制约煤化工行业的发展。
2015年12月22日环境保护部颁发环办[2015]111《现代煤化工建设项目环境准入条件（试行）》的通知：要求根据清污分流、污污分治、深度处理、分质回用的原则设计废水处理处置方案，选用经工业化应用或中试成熟、经济可行的技术。对煤化工污染控制技术（如废水处理技术、废水处置方案、结晶盐利用与处置方案）等方面环保问题进行规范化管理，新建项目必须承担环保示范任务。
因此，2016年获批的煤化工项目：山西潞安高硫煤清洁利用项目，山西大同40亿立方米/年煤制气项目，内蒙古北控京泰 40亿立方米/年煤制气项目，苏新能源和丰40亿立方米/年煤制气项目等都选择成熟技术和承担了环保示范任务。
废水处理技术待攻关
2015年1月1日，被称为“史上最严”的《环境保护法》开始付诸实施，2015年4月16日，国务院正式发布了《水污染防治行动计划》即“水十条”，“水十条”对煤化工水资源管理和环保水处理工作具有重要的指导作用。在国家环保部提出的严格零排放要求和行业发展的矛盾下，煤化工废水处理俨然成为一个急迫需要解决的问题，而煤化工浓盐水水质复杂难处理，当前处理成本高且技术不成熟，使得其成为煤化工废水处理一大难点。
鲁奇炉、固定床碎煤加压工艺（炉温800 ～1000℃ ）以及低温裂解（低阶煤分质利用）工艺（炉温300 ～800℃ ）废水成份十分复杂，含有酚类化合物，如苯酚、甲基苯酚、烷基苯酚、苯二酚及烷基苯二酚等；烷烃类，如长链脂肪烃等；杂环类，如萘、芴等、咪唑、苯并吡喃、苯并呋喃、吡唑等；羧酸类，如脂肪酸等；酯类，如烷基硅酯等。此外，废水还含有大量的难降解物质焦油、氨氮、氰、砒啶、烷基吡啶、异喹啉、喹啉、咔唑、联苯、三联苯等。废水处理后出水仍难以达标，大多最终送至蒸发塘处理。
目前应用的煤化工废水处理的突出问题表现以下几方面：废水处理技术酚氨单元回收率低，生物毒性强，导致生化单元泡沫严重；生化单元多元酚定向转化慢，酚氨同步脱除及深度消减效果差，出水带颜色；膜回收单元浓缩倍率低，回用水率低，难以回用的水污染周边环境。
高含盐水无论采用蒸发结晶技术，还是蒸发塘技术，产生的掺杂重金属、酚类有机物的结晶杂盐的处置问题都很难解决。
煤化工浓盐水蒸发结晶的瓶颈问题主要有：大量K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+等重金属离子，.SO42-、HCO3-、NO3-、NO2-等阴离子，影响结晶盐的析出，易于造成设备的结垢和腐蚀；COD含量高，蒸发液难以生成无机结晶盐，产生大量的釜底液难以处理；产出的结晶杂盐组分复杂，既有有机物，又有多种离子共存的无机杂盐，属于危险废弃物管理范畴，没有达到无害化处理程度；结晶杂盐极易受潮和解析进入环境，对于每年产生3.0万～5.0万吨危废物质的企业，按现行管理方法，危废处置成本超过2000元/吨，占蒸发结晶总费用的60%以上。
蒸发塘技术遇到的瓶颈问题主要有：一个年产40亿立方米天然气的煤化工项目，其蒸发塘面积一般在50万平方米以上（约70个足球场大小），已经超过了小型的湖泊面积；高含盐水蒸发塘自然蒸发过程缓慢，蒸发塘的渗漏、涨塘以及最终封塘措施成为影响环境的重大隐患，容易造成地下水污染，空气环境恶臭味难闻；蒸发塘结晶盐泥的收集和处置也是难题，有些干盐池中非固态盐泥（含有机物）还需要干化脱水设备，脱水后转运至危废填埋场安全处置。
近年来，各级政府十分重视煤化工废水处理的技术创新，研究人员也开发出了一批相关技术。哈尔滨工业大学韩洪军教授课题组研发的气化废水的组合处理技术为很多企业在废水处理上提供了有利支持，中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司应用EBA处理技术，出水满足GB8978-1996排放一级标准要求，鉴定认为该技术应用于碎煤加压气化废水处理，该成果达到了国际领先水平。
中煤鄂尔多斯能源化工有限公司应用EBA工艺处理技术，生化处理系统的出水100%回用至原水系统。每天有600~720吨的高浓水进入蒸发器系统，最终产生40~50吨盐，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水处理工程实现了真正意义上的零排放。此外，该EBA技术团队还正在承担大唐阜新煤制天然气有限公司煤制气废水处理工程及双鸭山龙煤天泰煤化工有限公司高酚氨废水处理工程。
浓盐水TMC热膜耦合工业盐分离技术是针对处理煤化工浓盐水研发的工业盐分离技术，该技术以钝化络合，中和软化，盐分离，纳米催化氧化，蒸发结晶处理技术为核心，包含2项专利技术。
示范项目和行业标准
有待推出
即使技术有所创新，但示范项目依然少之又少，而且有关废水排放的相关行业标准一直没有出台。所以，从加强环境保护的角度出发，依然将煤化工蒸发结晶的杂盐列入危险废物，并严格管控。行业相关专家建议在蒸发结晶分盐技术的技术可靠性和环境可行性未得到证实的情况下，还不宜大规模推广该技术，还应该探索其他处置途径，并在取得实验数据或中试数据后通过示范项目进行验证。
在行业标准发布之前，需严格控制煤化工行业的污染物排放，同时开展煤化工行业结晶盐分盐技术研究与工程示范。
未来攻关：
减毒和利用双管齐下
未来应以煤化工废水“零排放”和浓盐水资源化为目标，在强化煤化工废水毒性削减、提高难生物降解污染物深度脱除、高盐废水资源化、煤转化废水全过程控污与利用新途径等方面拟定相应的攻关目标。
包括：回流生物质、混凝剂吸附、氮气气浮耦合去除焦油及避免酚类物质遇氧氧化的介质气浮技术，利用微生物电化学间的耦合作用降低废水毒性的多元水解预处理技术，纳米铁电子导线介体增强厌氧共代谢技术，微氧镶嵌缺氧好氧生物强化酚氨去除技术，界面调控催化氧化耦合新型生物膜反应技术，高盐废水分质结晶资源化利用技术等。
在此基础上，还应开展煤化工废水处理创新技术集成研究，解决目前生化前处理工艺存在气泡物质多及油去除效率低酚类物质脱除转化慢、高浓度酚氨耦合具有生物抑制作用、运行效果不稳定等问题。
相信不久的将来，随着我国煤化工废水处理技术及杂盐分离技术的发展和创新，以及部分示范工程的有效运行，我国煤化工行业的环境污染制约因素将会得到缓解与解决，并早日实现煤化工废水零排放的美好愿景。