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加大黄河流域中上游煤炭产业环保力度

来源:中国环境报2021-02-23 09:37

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  作者:中国矿业大学(北京)全过程污染控制与循环经济研究所所长 张春晖

  黄河流域中上游是我国的煤炭产业集中区。我国14个亿吨级大型煤炭基地,有7个分布在黄河流域中上游;9个千万千瓦大型煤电基地,有6个分布在黄河流域中上游;此外,黄河流域中上游还规划建设了多个现代煤化工项目。因此,加大黄河流域中上游煤炭产业环保治理力度、促进煤炭产业与环境保护的协调发展,是实现黄河流域大保护、大发展的前提条件。

  煤炭产业环境保护的重要性和工作重点

  煤炭是我国主要的能源材料,2019年占比约70%。目前,我国的煤炭产能主要集中在黄河流域中上游。据2019年中国能源统计年鉴显示,2017年黄河流域中上游煤炭产量约28亿吨,占全国煤炭产量的78%。要保障国家能源安全,必须开发黄河流域的煤炭,而如何实现煤炭开采与矿区生态环境协调发展是必须破解的难题。

  煤矿是富存在地下沉积岩类的矿产资源,含煤层、含水层、隔水层共生。煤矿开采不可避免对地下水含水层造成破坏,并会产生矿井水。据测算,每开采1吨煤炭,约产生两吨矿井水。按照煤炭年产量28亿吨计算,开发所消耗的水资源超过56亿吨。大规模煤炭开采导致矿区地下水位大范围、大幅度疏降。

  笔者建议,可根据不同区域的环境与生态现状,加强水资源保护工作。比如,黄河上游青海地区生态环境脆弱,煤炭资源少且赋存条件差,建议在保障企业转型发展的条件下,让煤企逐渐退出,以生态恢复为主。黄河中游煤炭资源富集区开采强度大,可采取“保水采煤”技术,在防治采场突水、保障安全的前提下,从源头上对水资源进行保护,使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境容量。

  同时,在煤炭开采的全过程(采前—采中—采后—稳定期),做好节水和保护地下水工作,做到煤—水协调开发,做好矿井水的处理与资源化高效利用工作。目前,矿井水处理利用技术趋于成熟,可满足煤矿规模化发展需要。但在黄河流域中上游地区,很多煤矿由于矿井水处理设施投资和运行费用高、回用水量有限等问题,仍无法实现矿井水充分回用。

  目前,黄河中上游大型煤炭企业的外排矿井水基本上可以达到地表水Ⅲ类质量标准,但大部分矿井水排水中硫酸根离子和氟离子超标。针对大水量的排水,要去除水中的硫酸根离子和氟离子,目前尚没有高效、经济的处理方法,这是矿井水科研工作者必须尽快努力解决的课题。

  煤电、煤化工产业环境保护的重要性和工作重点

  除了上游煤炭产业开发,黄河流域中上游还有大量煤电和煤化工产业。鄂尔多斯、晋北、晋中、晋东、陕北、宁东等几大煤电基地均坐落于黄河流域中上游。

  目前,黄河流域现代煤化工行业用水总量约5.3亿立方米/年。尤其宁夏、陕西、内蒙古地区用水量偏高,占黄河工业用水的比例达9%-18%。煤电产业用水量更大,约占黄河工业用水总量的25%。因此,统筹黄河流域中上游有限的水资源并做到煤电、煤化工产业全过程节水运行,对保护黄河流域水资源至关重要。

  相比过去全部取用黄河水,现已有部分煤电和煤化工项目改用配套经处理后的煤矿矿井水。比如,中煤集团下属榆林煤化工拟投资10亿元,对煤炭开采产生的矿井水经处理后,回用作为下游煤化工产业用水水源。对于煤电、煤化工企业自身所产生的工业废水,还需要加大处理和回用力度,从而提高煤电、煤化工企业自身废水回用率。

  当前,对于煤电和煤化工废水的处理,主要问题集中在零排放工艺深度处理阶段。因废水中含盐量高,煤电和煤化工废水深度处理阶段普遍采用反渗透或纳滤膜处理,膜处理过程中产生的浓盐水目前以蒸发浓缩工艺为主。但蒸发浓缩工艺运行成本较高,需警惕企业偷排造成的环境风险。另外,蒸发浓缩产生的盐类以硫酸钠和氯化钠为主,现有分盐工艺很难使硫酸钠和氯化钠达到一级工业品纯度要求。因此,蒸发浓缩分盐产生的硫酸钠和氯化钠产品一般被界定为危废。

  对于煤电和煤化工企业所产废水,如何提升废水蒸发浓缩技术水平,使所产盐类副产品能够物尽其用,是广大科研工作者和企业急需解决的难题。建议国家有关部门加大研发资金投入,集中优势力量攻克煤电和煤化工所产浓盐水深度处理难题。同时,对于无法二次利用且被界定为危废的工业杂盐,建议当地政府统筹建设危废填埋场,进行无害化填埋处置。

[ 责编:王晓秋 ]
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