黃河流域中上游是我國的煤炭產(chǎn)業(yè)集中區(qū)。我國14個(gè)億噸級(jí)大型煤炭基地,有7個(gè)分布在黃河流域中上游;9個(gè)千萬千瓦大型煤電基地,有6個(gè)分布在黃河流域中上游;此外,黃河流域中上游還規(guī)劃建設(shè)了多個(gè)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目。因此,加大黃河流域中上游煤炭產(chǎn)業(yè)環(huán)保治理力度、促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,是實(shí)現(xiàn)黃河流域大保護(hù)、大發(fā)展的前提條件。
煤炭產(chǎn)業(yè)環(huán)境保護(hù)的重要性和工作重點(diǎn)
煤炭是我國主要的能源材料,2019年占比約70%。目前,我國的煤炭產(chǎn)能主要集中在黃河流域中上游。據(jù)2019年中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒顯示,2017年黃河流域中上游煤炭產(chǎn)量約28億噸,占全國煤炭產(chǎn)量的78%。要保障國家能源安全,必須開發(fā)黃河流域的煤炭,而如何實(shí)現(xiàn)煤炭開采與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是必須破解的難題。
煤礦是富存在地下沉積巖類的礦產(chǎn)資源,含煤層、含水層、隔水層共生。煤礦開采不可避免對(duì)地下水含水層造成破壞,并會(huì)產(chǎn)生礦井水。據(jù)測(cè)算,每開采1噸煤炭,約產(chǎn)生兩噸礦井水。按照煤炭年產(chǎn)量28億噸計(jì)算,開發(fā)所消耗的水資源超過56億噸。大規(guī)模煤炭開采導(dǎo)致礦區(qū)地下水位大范圍、大幅度疏降。
筆者建議,可根據(jù)不同區(qū)域的環(huán)境與生態(tài)現(xiàn)狀,加強(qiáng)水資源保護(hù)工作。比如,黃河上游青海地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,煤炭資源少且賦存條件差,建議在保障企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的條件下,讓煤企逐漸退出,以生態(tài)恢復(fù)為主。黃河中游煤炭資源富集區(qū)開采強(qiáng)度大,可采取“保水采煤”技術(shù),在防治采場突水、保障安全的前提下,從源頭上對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù),使煤炭開采對(duì)礦區(qū)水文環(huán)境的擾動(dòng)量小于區(qū)域水文環(huán)境容量。
同時(shí),在煤炭開采的全過程(采前—采中—采后—穩(wěn)定期),做好節(jié)水和保護(hù)地下水工作,做到煤—水協(xié)調(diào)開發(fā),做好礦井水的處理與資源化高效利用工作。目前,礦井水處理利用技術(shù)趨于成熟,可滿足煤礦規(guī)?;l(fā)展需要。但在黃河流域中上游地區(qū),很多煤礦由于礦井水處理設(shè)施投資和運(yùn)行費(fèi)用高、回用水量有限等問題,仍無法實(shí)現(xiàn)礦井水充分回用。
目前,黃河中上游大型煤炭企業(yè)的外排礦井水基本上可以達(dá)到地表水Ⅲ類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),但大部分礦井水排水中硫酸根離子和氟離子超標(biāo)。針對(duì)大水量的排水,要去除水中的硫酸根離子和氟離子,目前尚沒有高效、經(jīng)濟(jì)的處理方法,這是礦井水科研工作者必須盡快努力解決的課題。
煤電、煤化工產(chǎn)業(yè)環(huán)境保護(hù)的重要性和工作重點(diǎn)
除了上游煤炭產(chǎn)業(yè)開發(fā),黃河流域中上游還有大量煤電和煤化工產(chǎn)業(yè)。鄂爾多斯、晉北、晉中、晉東、陜北、寧東等幾大煤電基地均坐落于黃河流域中上游。
目前,黃河流域現(xiàn)代煤化工行業(yè)用水總量約5.3億立方米/年。尤其寧夏、陜西、內(nèi)蒙古地區(qū)用水量偏高,占黃河工業(yè)用水的比例達(dá)9%-18%。煤電產(chǎn)業(yè)用水量更大,約占黃河工業(yè)用水總量的25%。因此,統(tǒng)籌黃河流域中上游有限的水資源并做到煤電、煤化工產(chǎn)業(yè)全過程節(jié)水運(yùn)行,對(duì)保護(hù)黃河流域水資源至關(guān)重要。
相比過去全部取用黃河水,現(xiàn)已有部分煤電和煤化工項(xiàng)目改用配套經(jīng)處理后的煤礦礦井水。比如,中煤集團(tuán)下屬榆林煤化工擬投資10億元,對(duì)煤炭開采產(chǎn)生的礦井水經(jīng)處理后,回用作為下游煤化工產(chǎn)業(yè)用水水源。對(duì)于煤電、煤化工企業(yè)自身所產(chǎn)生的工業(yè)廢水,還需要加大處理和回用力度,從而提高煤電、煤化工企業(yè)自身廢水回用率。
當(dāng)前,對(duì)于煤電和煤化工廢水的處理,主要問題集中在零排放工藝深度處理階段。因廢水中含鹽量高,煤電和煤化工廢水深度處理階段普遍采用反滲透或納濾膜處理,膜處理過程中產(chǎn)生的濃鹽水目前以蒸發(fā)濃縮工藝為主。但蒸發(fā)濃縮工藝運(yùn)行成本較高,需警惕企業(yè)偷排造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。另外,蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的鹽類以硫酸鈉和氯化鈉為主,現(xiàn)有分鹽工藝很難使硫酸鈉和氯化鈉達(dá)到一級(jí)工業(yè)品純度要求。因此,蒸發(fā)濃縮分鹽產(chǎn)生的硫酸鈉和氯化鈉產(chǎn)品一般被界定為危廢。
對(duì)于煤電和煤化工企業(yè)所產(chǎn)廢水,如何提升廢水蒸發(fā)濃縮技術(shù)水平,使所產(chǎn)鹽類副產(chǎn)品能夠物盡其用,是廣大科研工作者和企業(yè)急需解決的難題。建議國家有關(guān)部門加大研發(fā)資金投入,集中優(yōu)勢(shì)力量攻克煤電和煤化工所產(chǎn)濃鹽水深度處理難題。同時(shí),對(duì)于無法二次利用且被界定為危廢的工業(yè)雜鹽,建議當(dāng)?shù)卣y(tǒng)籌建設(shè)危廢填埋場,進(jìn)行無害化填埋處置。
來源:中國環(huán)境報(bào),作者系中國礦業(yè)大學(xué)(北京)全過程污染控制與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究所所長張春暉
評(píng)論