煤化工廢水零排放工藝

1、煤化工污水來源及分類

煤化工項目本著清污分流、分質(zhì)處理的原則，通常將產(chǎn)生的污水根據(jù)污染物不同分為兩大類：一類為來源于氣化爐污水、化工裝置污水、罐區(qū)及儲運等生產(chǎn)裝置的沖洗水、生活污水及初期雨水等，該類污水統(tǒng)稱為生產(chǎn)生活污水；另一類為公用工程區(qū)循環(huán)水排污水、脫鹽水站濃鹽水、鍋爐排水等，統(tǒng)稱為清凈下水。

生產(chǎn)、生活污水統(tǒng)一進入污水處理站，重點解決COD、氨氮、礦物油、揮發(fā)酚、氰化物等污染物，出水達到一定標準后與清凈下水混合，進入回用水站，回用水站產(chǎn)生的濃水進入濃鹽水處理站，濃鹽水站再濃縮后的高濃鹽水進入零排放處理站?；赜盟?、濃鹽水站及蒸發(fā)結(jié)晶的產(chǎn)水用于循環(huán)水站及脫鹽水站的補水。清凈下水重點解決無機鹽類污染物。

2、煤化工廢水零排放的制約性問題

生產(chǎn)、生活污水中的有機污染物的去除主要采用生化處理方法，清凈下水中的無機鹽類污染物去除主要采用膜分離和蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù)，兩者的處理同時還需物理、化學等輔助工藝技術(shù)。煤化工行業(yè)污水主要污染來源于氣化爐，選取的氣化爐不同，產(chǎn)生的廢水污染物類型也不盡相同。由于對環(huán)境保護缺乏足夠的認識，導致煤化工廢水處理技術(shù)人員的工作積極性不高，制約了廢水零排放技術(shù)的進步，致使煤化工廢水零排放處理技術(shù)無法得到持續(xù)的發(fā)展。

3、解決煤化工廢水零排放的有效對策

3.1 膜處理工藝。

經(jīng)過預處理后的廢水，需進行脫鹽處理。目前在我國已經(jīng)應用的除鹽工藝方法有離子交換法和反滲透膜法兩大類。離子交換法因為樹脂再生過程中會產(chǎn)生大量酸堿，只適合廢水中含鹽量不高的場合，而煤化工污水回用水電導率一般為2000~3000μS/cm，故反滲透膜法較為廣泛應用于煤化工污水回用系統(tǒng)。為了保證反滲透單元的收水率，同時減少膜污染導致的頻繁清洗，反滲透膜之前均設(shè)置了超濾膜，組成常規(guī)的雙膜工藝。

超濾系統(tǒng)的作用是去除水中的懸浮物，包括膠體、細菌等雜質(zhì)，為反滲透提供合格的進水，保證反滲透進水的濁度小于0.2NTU，污染指數(shù)小于3，保證反滲透系統(tǒng)的安全運行，降低反滲透系統(tǒng)化學清洗頻率，延長反滲透膜使用壽命。煤化工項目中常采用外壓式中空纖維管式超濾膜，較常用的膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯（PVDF）。

反滲透裝置處理后污水脫鹽率可以達到97％以上。并能將水中大部分的細菌、膠體及大分子量的有機物截留。反滲透膜廣泛應用于煤化工行業(yè)回用水處理。提高煤化工項目污水回用水率，從根本上降低了酸、堿以及酸堿廢水的環(huán)境污染問題，且出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，運行費用低。

3.2 濃鹽水處理。

回用水站的反滲透產(chǎn)水回用于循環(huán)水補水，濃水進入濃鹽水處理站。零排放項目越到后端，投資及運行費用越高。為減輕末端熱法蒸發(fā)結(jié)晶單元規(guī)模，可復核含鹽量，在含鹽量允許情況下，濃鹽水可進行再脫鹽濃縮，以提高水回收率。目前，煤化工濃鹽水處理工藝多樣，以總進水含鹽量2000mg/L，水量是1500t/h項目為例。

（1）常規(guī)工藝：（化學軟化+沉淀+過濾+濃水雙膜），濃水鹽分最終可以濃縮到30g/L，實現(xiàn)15倍濃縮，最終蒸發(fā)結(jié)晶單元規(guī)模100t/h；

（2）高效反滲透：（化學軟化+沉淀+過濾+離子交換軟化+濃水雙膜+高效反滲透），最終濃水鹽分濃縮到60g/L之后進蒸發(fā)結(jié)晶單元，濃縮30倍后蒸發(fā)結(jié)晶規(guī)模是50t/h；

（3）電滲析工藝：采用（化學軟化+沉淀+過濾+離子交換軟化+高級氧化+濃水雙膜+電滲析）的處理工藝，最終濃水鹽分可以濃縮到150g/L，75倍濃縮后蒸發(fā)結(jié)晶規(guī)模是20t/h。

3.3 蒸法結(jié)晶工藝。

經(jīng)膜法濃縮后的高濃鹽水含鹽量高，鹽質(zhì)量分數(shù)約6%～15%，難以回收利用，為了實現(xiàn)污水“零排放”，需要進一步濃縮處理。目前濃縮處理工藝有蒸發(fā)塘和熱法蒸發(fā)結(jié)晶兩大類，蒸發(fā)塘工藝因其受場地及環(huán)境因素限制，目前多不采用。熱法蒸發(fā)結(jié)晶因其占地面積少，結(jié)晶鹽可控制等優(yōu)勢目前被廣泛應用于零排放技術(shù)的末端。

熱法結(jié)晶產(chǎn)出的鹽分，被大部分煤化工項目所在地區(qū)的環(huán)保部門定義為危廢，外運處理費用超過2000元/t，為減少企業(yè)環(huán)保負擔，熱法結(jié)晶工藝可以通過控制蒸發(fā)結(jié)晶單元的設(shè)計參數(shù)達到鹽分至產(chǎn)品級的目的，最后分出的氯化鈉產(chǎn)品達到GB/T5462―2003《工業(yè)鹽》中日曬工業(yè)鹽二級標準，硫酸鈉產(chǎn)品達到GB/T6009―2014《工業(yè)無水硫酸鈉》中Ⅲ類合格品標準，雜鹽含量小于總鹽量的15%。需要說明的是，熱法結(jié)晶工藝本身只能處理鹽，濃鹽水中的有機物還需要前端控制，如控制不到位，則需要蒸發(fā)結(jié)晶段定期排放母液，以保證熱法結(jié)晶系統(tǒng)的正常運行及產(chǎn)品鹽的品質(zhì)。

廢水零排放是現(xiàn)階段煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大環(huán)保問題。零排放技術(shù)的選擇需要從設(shè)計優(yōu)化、工藝應用、現(xiàn)場運行管理等方面系統(tǒng)考慮。國內(nèi)正開展中試或工業(yè)示范的電滲析、正滲透、納濾等膜法分離濃縮工藝以及熱法、冷法分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)仍需加強論證，同時盡快建立高含鹽廢水副產(chǎn)結(jié)晶鹽產(chǎn)品標準。

4、結(jié)語

由于我國煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模存在差異，廢水污染程度也不盡相同。針對煤化工廢水污染的差異，需要根據(jù)實際情況，采取適當?shù)膹U水零排放處理技術(shù)。煤化工產(chǎn)業(yè)需要通過規(guī)范的零排放技術(shù)，加大對廢水處理項目的有效監(jiān)管，減輕對生態(tài)環(huán)境的破壞，通過推進煤化工廢水零排放技術(shù)的推廣應用，促進煤化工產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。（來源：酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司安全環(huán)保部）