山西工业水处理：膜技术与脱盐会是最终归宿吗？

作者：杨超月

北极星水处理网讯:2021年1月1日，山西省地方标准《污水综合排放标准》开始实施，有一项新的控制因子惹人注目：全盐量。2020年11月，国家三部委联合发布关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知，明确提出矿井水需要外排的，含盐量不得超过1000毫克/升。

对于山西的产业而言，影响不可谓不大。环保作为一个政策驱动型产业，行业痛点决定产业方向。对于以煤炭产业为主的山西，未来五年，工业废水领域盐的管理将是行业不得不面临的一大痛点，进而催生脱盐的市场需求。

众所周知，山西是能源大省。传统产业以煤、焦、冶、电、建为主，主要营业收入依然占据半壁江山以上。2019年年末，全省发电装机容量 9249.2 万千瓦，原煤产量9.7亿吨，煤层气产量71.4亿立方米，焦炭9699.5万吨，水泥4982.4万吨，生铁5557.1万吨，粗钢6039.1万吨，氧化铝1996.3万吨。

而这些行业中，以煤矿、焦化、煤层气为主要涉水行业。截至2019年底，山西共有煤矿965座，焦化企业140户，运行钻井超过1.5万余口。

根据山西省煤成气增储上产三年行动大会战的要求，山西省将重点推动沁水、鄂东两大煤成气基地项目建设，预计经过连续3年的投资建设，到2022年实现产量200亿立方米，比2019年产量增大2倍。

而在焦化产业，随着焦炭产业升级，4.3米焦炉将逐步淘汰，所有的焦化企业将进行干熄焦升级，湿法熄焦将退出山西焦化产业历史的舞台，预计未来近70%的焦炭企业面临升级改造的需求。

煤炭开采行业主基调以压减产能和智能化矿山建设为主，随着焦炭行情的高歌前进，加之电煤的增长需求，有专业人士估计山西2020年煤炭的产量将突破10亿吨大关。

中国煤炭工业协会和中国矿业大学（北京）水污染控制工程研究所曾对我国22个省、市、自治区136个煤矿进行过调查统计，全国平均每采1t煤即排放矿井水2.1m³。西北地区最低，华北地区次之，中南地区最大。而山西省在《山西21世纪议程》中也指出，山西每生产1t煤，矿井就要排放1m³废水。由此推算，山西每年矿井水的涌水量达到10亿m³。

根据焦化行业产排污系数，每生产一吨焦炭产生0.58吨废水，2019年山西焦炭产量为9699.5万吨，预计焦化行业年废水产生量5625万吨。

非常规天然气这一行业，有其自身特点，其气井开发为滚动式开发，且分散布局，单井排采水量不大，但水质特殊，部分井盐含量高，布局分散，不易集中收集，目前尚无相对准确的行业排水量测算结果。

仅这三个行业，就涉及超过1000家中大型企业，每年有超过10亿立方米废水处理的需求。

矿井水通常以含煤粉等悬浮物为主，但在我国较为缺水的西北及北方矿井往往排出高矿化度的矿井水，据不完全统计，中国煤矿高矿化矿井水的水量约占中国北方国有重点矿井涌水量的30%。

有学者研究了中国部分矿井水离子构成及含盐量，总体以K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO3-、Cl-、F-为主，根据离子构成不同，高矿化度矿井水分为高硬度型、高硫酸盐型、高氯化物型或这几种类型的混合型。

山西沿黄及中北部区域，由于降水量少，蒸发量大，强烈的蒸发作用致使在这一区域地下水矿化度高，加之煤系地层中含有大量碳酸盐、硫酸盐岩层，开采时地下水广泛接触加剧可溶性矿物溶解，同时水中游离酸再同碳酸盐矿物、碱性物质发生中和作用，使矿进水中Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-增加。

有资料表明，山西的高矿化度的矿井水，一般溶解性总固体在1000mg/L以上，并含有硫酸盐、重碳酸盐类，主要分布在大同、阳泉、西山及汾西地区。且由北向南、由大变小，补给区小于径流区，山区小于平原区。矿化度高的水硬度一般也高，总硬度变化规律与总矿化度基本一致。

2012年5月31日，山西省人大常委会通过了一项地方法规《山西省循环经济促进条例》，明确规定煤炭生产企业应当优先选择将矿井水用于煤炭洗选、井下生产、消防、绿化等。矿井水确需排放的，应当达到地表水环境质量标准III类。

山西省以地方立法的形式确立了矿井水排放应达到地表水环境质量标准III类的要求，并且在2018年发布的《山西省水污染防治2018年行动计划》，明确煤矿外排矿井水化学需氧量、氨氮、总磷三项主要污染物达地表水环境质量Ⅲ类标准。

矿井水的外排标准就这样以地方法规和规范性文件的形式确定了下来。直至2020年11月，矿井水外排的政策又一次发生了变化。国家三部委联合发文，对矿井水含盐量提出了明确要求，规定外排矿井水含盐量不得超过1000毫克/升。

全盐量的要求，将掀起煤炭领域矿井水治理的又一次升级。