浅析现代煤制油化工生产废水零排放处理技术

浅析现代煤制油化工生产废水零排放处理技术

司军东

国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司

摘要：随着我国绿色经济发展模式在各个行业的不断深入和发展，人们对于环境保护工作的重视程度越来越高，科学化发展工作理念大幅提升。现代煤制油化工生产废水零排放是响应我国绿色经济发展模式号召的重要措施。现代煤制油化工生产废水零排放工作还存在一定的问题，本文通过对其存在的问题进行分析，提出合理化的废水零排放措施，推动现代煤制油化工行业的科学化发展。

关键词：煤制油化工生产；废水零排放；存在的问题；处理技术

随着我国生态环保理念的不断深入，人们对于绿色经济发展模式的理解更加深刻，在我国现代煤制油化工行业，生产废水零排放是重要的工作环节之一，对于现代煤制油化工行业具有重大意义，更是符合我国绿色经济发展模式要求的重要途径，对我国生态环境保护工作具有重大的推进意义，是科学化发展的重要表现。

一、现代煤制油化工的意义

现代煤制油是指将煤炭作为化工生产的原材料，通过化学手段进行生产，产出石油化工产品的一种现代化工技术，在现代煤制油化工技术中，包含了煤直接液化和煤间接液化两种技术手段。煤直接液化技术就是将煤在高温高压环境中并在催化加氢的作用下进行化学反应操作，直接将煤转化成液体产品，及副产品烃类燃料，并脱除硫、氮、氧等原子的过程；而煤间接液化技术则是以煤为原料，先气化制成合成气，然后通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程，以此实现现代煤制油化工生产的目的。

在我国目前的发展进程中，对于石油资源的需求量巨大，然而目前我国的石油资源开采产量还难以满足社会发展过程中对其的需要，并且随着石油资源的过度开采，我国的石油资源储藏量愈加下降，使得我国的石油资源在应用中对原油进口和石油产品进口的依赖越来越严重，而通过现代煤制油化工能够一定程度缓解我国石油资源紧张的现象，最大程度上保障油产品的供应，推动我国社会发展与进步，同时也为我国国防战略提供了有力保障。

二、现代煤制油化工的特点

现代煤制油化工具有其自身的特点，根据所起到的各方应用不同，现代煤制油化工的特点主要表现在一下几个方面：

现代煤制油化工有推动我国能源安全发展的特点。目前我国对于石油资源以及油产品资源的需求量巨大，与我国的石油开采量难以形成科学化的供需平衡，并且随着我国大量的石油资源开采，我国的石油资源储量已经越来越低，更加难以满足我国社会经济发展大环境下对石油资源越来越迫切的需求，通过现代煤制油化工的应用，可以有效将经济价值较低的煤炭资源进行加工利用，转变成我国社会经济发展中迫切需求的油产品，并且能够将煤炭资源进行价值升级，将煤炭资源变成油产品资源，对我国的能源安全建设具有重大的推进作用，通过现代煤制油化工的应用，可以将煤炭资源转变为乙二醇以及二甲苯等新型能源，并且还能够转化成天然气等对生态环境无害的洁净能源，并且能够保证对我国各类对能源需求比较紧迫的工业工厂提供可靠的能源供应，推动我国能源安全建设工作的发展。

现代煤制油化工具有推动我国国民经济发展的特点。随着我国石油资源开采度与社会发展需求度难以达到科学化的平衡的现象发生后，为了保证我国经济建设的正常发展，我国对石油资源以及油产品的进口越来越依靠，造成了大量的国民经济损失，严重影响了我国的社会经济发展进度，并在一定程度上将我国的社会经济发展任务依托在了石油资源和油产品进口上，造成了我国经济事业发展的严重不利影响。通过对现代煤制油化工技术的应用，有效提升了我国的油产品资源供应力度，减少了我国的石油资源和油产品进口数量，对于我国国民经济发展具有重要意义。

现代煤制油化工产生的工业废水排放对生态环境污染特点。与西方的发达国家相比较，我国的现代煤制油化工产业还处于起步阶段，西方发达国家经过多年的实践应用，已经能够很大程度上掌握现代煤制油化工产生的工业废水零排放这一难题，而我国在现代煤制油化工工业废水排放处理中还难以达到西方发达国家的水平，造成了对生态环境的污染和破坏。

现代煤制油化工产业的集中点水资源较为稀缺的特点。我国的现代煤制油化工产业为了满足煤炭资源运输的便利，大部分集中在我国的西北部地区煤炭资源矿区附近，因为地域环境特点，当地的水资源并不丰富，然而在现代煤制油化工的工作中，对于水资源也有很高的需求量，这就造成了很大程度的水资源利用不平衡，如果能够实现现代煤制油化工的废水零排放处理，达到水资源循环利用的目的，对于我国的现代煤制油化工发展和生态环境保护工作的发展都具有重要意义。

现代煤制油化工和生态环境保护工作难以科学化相处的特点。现代煤制油化工在操作过程中，涉及到了大量的化工流程，会产生大量的化学污染，严重影响当地的生态环境保护工作的建设，与我国所提倡的绿色经济发展模式中的科学化发展理念相悖，现代煤制油产业和生态环境保护工作难以达成平衡，对现代煤制油化工产业的发展造成一定的制约。

三、现代煤制油化工生产废水零排放存在的问题

目前的现代煤制油化工生产废水零排放处理技术还存在一定的难题，造成废水零排放处理工作的困难。在现代煤制油化工产业的生产废水中，存在大量的盐类和有机物，如果直接将这类化学工业废水排放，会造成生态土地环境的破坏，使土地盐碱化，对生态环境保护工作不利。

现代煤制油化工产业发展过程中存在的重要不利影响因素就是生产废水的处理工作，对现代煤制油化工产业的废水零排放处理也是近年来现代煤制油化工产业面临的重要问题，然而在实际的废水零排放处理操作过程中，依然在技术方面存在很多难以解决的问题：

首先，现代煤制油化工产业难以实现实际工作中的用水平衡，达不到生产废水零排放处理的要求。现代煤制油化工生产废水的零排放主要方式就是实现水资源的循环利用，通过现代的废水处理方案，将水资源进行净化处理，达到水资源的循环利用目的，既可以减少水资源的浪费，又能实现水资源循环利用这一科学发展模式，然而在实际处理过程中，现代煤制油化工生产中的废水处理技术难以做到对废水中有机物和盐类的有效净化，难以达到废水循环利用的目的。

其次，现代煤制油化工产生的废水中的有机物难以得到有效净化。目前在我国的现代煤制油化工生产中，只有国家能源集团鄂尔多煤制油分公司具有完全自主知识产权的煤直接液化的现代煤制油技术，虽然煤直接液化可以有效提升煤制油的转化效率，然而液化过程也会产生更多的有机物存在于生产废水中，并且由于有机净化技术相对落后，难以对废水中的有机物进行完全净化，严重影响了我国现代煤制油化工生产废水的零排放技术的发展。

再次，现代煤制油化工产业工作中，没有实现对工业废水的的高效处理和有效回收。在生产中实现对废水的高效处理和有效回收是推动工业废水零排放的重要措施，然而在实际的操作过程中，由于相应的废水处理技术不足，没有实现对废水的高效处理和有效回收，制约了废水零排放处理工作的开展。

现代煤制油化工生产废水零排放中经济方面存在的问题。在现代煤制油化工生产废水中，存在大量的盐类和有机物，直接排放会给生态环境保护工作带来重大的不利影响，因此，对盐类和有机物的有效处理是达到废水零排放处理的重要途径，在目前的现代煤制油化工废水处理技术中，主要是通过污水净化设施对生产废水进行过滤，将其中的有机物和盐类进行过滤筛除，然而存在的现实情况就是在废水处理中所应用的渗透膜在有机物溶解作用下，极易产生损坏，需要经常性更换，并且盐类也会对整体的废水处理设备有腐蚀作用，无形中给生产废水的处理工作造成了巨大的经济压力，使得废水处理工作质量难以得到有效提升，制约了我国现代煤制油化工生产废水的零排放处理工作的发展。

现代煤制油化工生产废水排放管理制度不完善，相应的管理工作和监督工作落实不及时，导致废水零排放处理工作的进展缓慢。完善的现代煤制油化工生产废水零排放工作政府管理制度是提升现代煤制油化工产生废水零排放处理工作质量的重要保证，能够在政府管理层面给予现代煤制油化工企业一定的压力，从而提升现代煤制油化工企业对废水零排放处理工作的重视。目前的管理制度还不完善，管理力度远远不足，并且管理工作中的监督机制落实不到位，影响了现代煤制油化工产业生产废水零排放处理工作的发展与进步。

四、现代煤制油化工生产废水零排放的处理技术

第一，现代煤制油化工生产废水的汽提和酚回收工艺处理技术。以煤制油直接液化技术应用为例，由于在煤液化过程中需要进行催化加氢化工流程，就使得污水内含有较高的H2S、NH3以及大量的有机酚元素，同时，在煤的催化过程中也会由于催化剂的制备过程，产生含有（NH4）2SO4的污水，并且在煤制油化工流程中循环水厂也会产生含有盐分较高的污水，虽然对污水处理工作造成了困难，但污染元素本身也具有较高的回收利用价值。基于此，就要采用污水汽提和酚回收工艺处理技术，对有价值的污染物优先进行回收，再进入废水处理流程，既能提升废水处理工作的效率，又可以对回收物进行利用，回收H2S可以用硫磺回收装置进行硫磺生产，再次作为煤液化的催化剂，实现循环利用，氨元素也是催化剂制备的原料之一，并且有机酚还可以通过回收，将酚作为副产品销售，提升经济效益。

第二，现代煤制油化工生产高浓度废水预处理技术。高浓度废水预处理引入高效催化氧化污水处理技术，近年来，国内外相关的研究报道包括了多种高级氧化技术（如湿式氧化、光催化氧化、电化学氧化、Fenton试剂氧化法等）高效催化氧化则是根据废水中的污染物质组成，采用多元协同催化技术，在不同的反应条件及操作参数控制下，充分利用不同氧化基团（如羟基自由基、氧自由基）的氧化特点，实现对不同类型污染物质的梯级氧化降解。在反应的部分阶段，通过工艺调控，规避了羟基自由基（·OH）氧化对废水中目标污染物选择性差的问题，同时避免了氧化剂间的竞争问题，有效地提高了氧化反应的效率。在氧化反应的另一阶段，则充分利用了羟基自由基（·OH）氧化电位高的特点，使其与废水中的有机物发生反应，反应中生成的有机自由由基的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后，可以继续参加羟基进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O。通过上述梯级氧化过程，实现了高效催化氧化分解不同目标污染物的目的。进一步提高了废水生物毒性的降低效果。在生化前增加高效预处理，大大降低了废水的生物毒性，增强了整体工艺的抗冲击负荷能力，减轻了对后续生化系统的冲击，有利于废水处理的稳定达标。

第三，现代煤制油化工生产废水除盐技术。在废水除盐技术应用中，包含了两个部分，即浓含盐废水处理和低含盐废水处理。低含盐废水处理中，主要通过反渗透膜处理工艺进行废水处理，通过防渗透膜应用，使废水进行反渗透膜穿越，将水中的盐类和污染杂质进行分离，在反渗透膜技术应用中，膜的质量情况直接决定了废水处理的效果。在神华煤制油项目的废水回收处理中，都采用了反渗透膜处理工艺，能能够有效回收65％-75％的水资源，为循环水场进行补水。但是反渗透膜处理工艺在应用中，还会排出25％-35％的浓含盐废水，就这涉及到了浓含盐废水处理工艺，传统的浓含盐废水处理工作中，常用的处理方式有真空膜蒸馏浓缩技术、正渗透技术、喷雾蒸发技术等等，在上世纪90年代HEROTM工艺正式公布，成为了主流浓含盐废水处理工艺。HEROTM工艺是基于传统反渗透工艺的高效反渗透技术，具有抗有机物污染强、抗生物污染强、抗颗粒性/胶体污染型强、无硅的污染并有极高的去除率、无难溶盐的污染等技术特点和优势。对煤制油化工废水处理工作产生了重要影响。通过HEROTM工艺，能够产出高纯度的净化水，可以直接用于化工厂锅炉补给或者其他水资源应用，实现生产废水的循环利用，对现代煤制油化工生产废水零排放工作具有重要的推进作用。

五、结论

现代煤制油化工产业的发展对我国的能源安全建设和国民经济发展都具有重要意义，在现代煤制油化工生产废水零排放处理工作的进程中，要充分研发新的废水处理技术，降低废水净化处理的成本，实现现代化工生产中水资源的循环利用，推动我国生态环境保护工作发展，落实现代煤制油化工产业的绿色经济发展模式。

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