黃河流域中上游是我國的煤炭產(chǎn)業(yè)集中區(qū)。我國14個億噸級大型煤炭基地，有7個分布在黃河流域中上游;9個千萬千瓦大型煤電基地，有6個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)了多個現(xiàn)代煤化工項目。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地下水含水層造成破壞，并會產(chǎn)生礦井水。據(jù)測算，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，從源頭上對水資源進(jìn)行保護(hù)，使煤炭開采對礦區(qū)水文環(huán)境的擾動量小于區(qū)域水文環(huán)境容量。
同時，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。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)勢力量攻克煤電和煤化工所產(chǎn)濃鹽水深度處理難題。同時，對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。(張春暉)
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
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