是什么阻碍了煤化工废水的零排放？
■ 新疆天业集团 苏克菊
作为我国“十三五”重点发展的战略性新兴产业，如今我国煤化工在产业规模、技术水平上已处于世界领先水平。然而，在煤化工迅速兴起的同时，企业发展与当地环境污染之间的矛盾日益凸显。针对这一问题，国家要求新建煤化工项目废水回用率在95%以上，力争达到近零排放。煤化工废水中难降解有机物含量高、成分复杂，目前常规的废水处理工艺不能有效地解决煤化工废水治理问题，出水水质无法满足回用的要求，煤化工废水处理已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。那么，究竟是什么阻碍了我国煤化工废水的近零排放？笔者主要从以下几个方面进行分析，以期为煤化工废水处理的研究提供参考。
技术层面
1.近零排放的设计难关
煤化工废水处理系统的设计需要具备水处理专业的基本知识和判断分析能力，同时还需要相当深厚的化工基础，既能够深入了解蒸发结晶系统，还要对主装置单元的基本化工过程进行深入了解。然而，我国目前尚缺乏具备这种集成能力的企业、设计院。目前，煤化工废水处理的设计与主体工艺设计通常不是由同一家单位完成，设计工作相互脱节，没有做到无缝对接。同时，由于技术服务商不是一家，处理水的路线不同，处理形式不同，缺乏汇集能力，从而不能对每个工艺段全盘考虑，不能做到每个环节最大程度的优化和平衡，造成最后污水处理过程控制复杂、处理效率不高、投资高、稳定性差。
2.缺乏高效复合处理新工艺
煤化工废水产量巨大，是一种高浓度难生物降解的工业废水，水质可生化性差，处理难度极大。同时，由于煤质不同、气化炉采用工艺不同，造成废水中含有的酚氨、烷烃、芳烃等有毒有害物质含量不同。现有的单一处理工艺较为成熟，但是在针对性和有效性上普遍存在问题，出水无法满足回用的要求且难以稳定有效运行。废水处理过程中，通常需要根据工艺及煤质特性进行灵活组合和优化，才能够互相弥补技术缺陷，最终实现废水循环回用和“零排放”。因此，开发高效复合处理新工艺将是煤化工废水处理的研究方向之一。
3.难以回避的有机物膜污染问题
污水回用过程中，进水都含有一定的有机物，目前有机物的膜污染是废水“零排放”应用中难以回避的问题。通常的处理措施是采取深度处理的高级氧化法，具有反应时间短、反应过程可控、水质普适性强、氧化降解彻底等优点，一直是学者的重点研究内容，但目前该技术高成本、高能耗的问题限制了其大规模的应用，开发具有实际应用可行性的高级氧化技术将是废水处理研究的热点之一。
另一方面，膜处理技术以其无相变、无化学反应、选择性好、适应性强、能耗低等优点，在煤化工废水处理中有着广泛的应用前景，但目前膜材料普遍存在耐污染性能差、分离效果欠佳导致的使用寿命短等弊端，使得水处理装置无法长期稳定运行。今后，新型功能膜材料开发、制备技术优化、分离效果和水通量提高、使用寿命延长等将是未来膜研究工作的主要方向。
4.高浓盐水处理的技术瓶颈
高浓含盐污水在饱和状态易析出晶体，容易出现结垢，堵塞管道，且盐污水呈强酸性或强碱性，温度高，含氯离子，容易造成金属设备及管道腐蚀。目前的蒸发结晶技术结垢问题突出，导致设备传热阻力增加，蒸发器生产强度降低，单位蒸汽消耗量大；管道腐蚀也造成装置运行不稳定。高浓盐水处理是世界性的难题，相关新技术的开发近年来也备受学者关注。目前国内自然蒸发设施处理高浓盐水尚没有成功案例，主要原因有对蒸发量估算太乐观、对冬天结冰现象考虑不足、废水的无序排入导致自然蒸发设施变成污水库等。近年来，浓盐水处理逐渐向浓盐水资源化利用方向转变，一些单位正在加紧研究高含盐污水分质结晶技术，寻求结晶盐资源化利用途径。但是这些研究仍处于小试、中试阶段，尚需进一步考察其技术经济性和实际工程化应用的可行性。因此，业内目前尚缺乏能够有效去除浓盐水或杂盐中有机物的相关经验技术。
经济层面
在经济层面上，污水处理投资大，约占项目总投资的10%~15%，在动辄几百亿的煤化工项目总投资中，其收益几乎为零；其次，运行成本较高，单位水量总成本约合34元/立方米左右，相较单位水量直接成本约11元/立方米增加了2.1倍；再次，能源消耗强度大，零排放吨水处理综合能耗153.7 MJ左右（折5.2kg标煤），自然蒸发模式可降低能耗45%左右。鉴于此，本质上是以盈利为目的的企业实行零排放缺乏积极性。
风险层面
煤化工废水处理的风险性首先体现在蒸发盐的安全处置上，废水经过膜浓缩和蒸发结晶处理后，结晶盐浸出物砷超过规定浓度限值，结晶盐属于危险废物，蒸发结晶盐存在二次污染的风险；其次，自然蒸发设施、废水暂存池、污水处理各种池体占地面积大，污染地下水的风险增大；再次，浓盐水在自然蒸发的过程中，有机污染物可能会扩散到空气及有结晶盐颗粒随风飘散，存在对人体健康及影响生产装置的风险。
随着我国工业的持续快速发展，用水量不断增加，将会进一步加剧水资源短缺的严峻形势，废水“零排放”成为企业发展的必由之路。随着国内外水处理技术及设备水平的不断发展，废水零排放技术上具有可行性。在实践操作时，由于工艺装置不稳定运行、缺乏实际建设、运行经验，当前实现废水“零排放”目标还存在一定的困难，但经过不断摸索和经验积累，废水“零排放”可以实现。