煤化工廢水零排放工藝
1、煤化工污水來(lái)源及分類
煤化工項(xiàng)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(lái)源于氣化爐污水、化工裝置污水、罐區(qū)及儲(chǔ)運(yùn)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(jìn)入污水處理站，重點(diǎn)解決COD、氨氮、礦物油、揮發(fā)酚、氰化物等污染物，出水達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后與清凈下水混合，進(jìn)入回用水站，回用水站產(chǎn)生的濃水進(jìn)入濃鹽水處理站，濃鹽水站再濃縮后的高濃鹽水進(jìn)入零排放處理站。回用水站、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(bǔ)水。清凈下水重點(diǎn)解決無(wú)機(jī)鹽類污染物。
2、煤化工廢水零排放的制約性問(wèn)題
生產(chǎn)、生活污水中的有機(jī)污染物的去除主要采用生化處理方法，清凈下水中的無(wú)機(jī)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(shí)還需物理、化學(xué)等輔助工藝技術(shù)。煤化工行業(yè)污水主要污染來(lái)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(duì)環(huán)境保護(hù)缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)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(jìn)步，致使煤化工廢水零排放處理技術(shù)無(wú)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(duì)策
3.1 膜處理工藝。
經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的廢水，需進(jìn)行脫鹽處理。目前在我國(guó)已經(jīng)應(yīng)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?yàn)闃?shù)脂再生過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量酸堿，只適合廢水中含鹽量不高的場(chǎng)合，而煤化工污水回用水電導(dǎo)率一般為2000~3000μS/cm，故反滲透膜法較為廣泛應(yīng)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(shí)減少膜污染導(dǎo)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(xì)菌等雜質(zhì)，為反滲透提供合格的進(jìn)水，保證反滲透進(jìn)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(yùn)行，降低反滲透系統(tǒng)化學(xué)清洗頻率，延長(zhǎng)反滲透膜使用壽命。煤化工項(xiàng)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(dá)到97％以上。并能將水中大部分的細(xì)菌、膠體及大分子量的有機(jī)物截留。反滲透膜廣泛應(yīng)用于煤化工行業(yè)回用水處理。提高煤化工項(xiàng)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(wèn)題，且出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，運(yùn)行費(fèi)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(bǔ)水，濃水進(jìn)入濃鹽水處理站。零排放項(xiàng)目越到后端，投資及運(yùn)行費(fèi)用越高。為減輕末端熱法蒸發(fā)結(jié)晶單元規(guī)模，可復(fù)核含鹽量，在含鹽量允許情況下，濃鹽水可進(jìn)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(jìn)水含鹽量2000mg/L，水量是1500t/h項(xiàng)目為例。
（1）常規(guī)工藝：（化學(xué)軟化+沉淀+過(guò)濾+濃水雙膜），濃水鹽分最終可以濃縮到30g/L，實(shí)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(xué)軟化+沉淀+過(guò)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(jìn)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(xué)軟化+沉淀+過(guò)濾+離子交換軟化+高級(jí)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?jǐn)?shù)約6%～15%，難以回收利用，為了實(shí)現(xiàn)污水“零排放”，需要進(jìn)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(chǎng)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(shì)目前被廣泛應(yīng)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(xiàng)目所在地區(qū)的環(huán)保部門(mén)定義為危廢，外運(yùn)處理費(fèi)用超過(guò)2000元/t，為減少企業(yè)環(huán)保負(fù)擔(dān)，熱法結(jié)晶工藝可以通過(guò)控制蒸發(fā)結(jié)晶單元的設(shè)計(jì)參數(shù)達(dá)到鹽分至產(chǎn)品級(jí)的目的，最后分出的氯化鈉產(chǎn)品達(dá)到GB/T5462―2003《工業(yè)鹽》中日曬工業(yè)鹽二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，硫酸鈉產(chǎn)品達(dá)到GB/T6009―2014《工業(yè)無(wú)水硫酸鈉》中Ⅲ類合格品標(biāo)準(zhǔn)，雜鹽含量小于總鹽量的15%。需要說(shuō)明的是，熱法結(jié)晶工藝本身只能處理鹽，濃鹽水中的有機(jī)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(yùn)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(wèn)題。零排放技術(shù)的選擇需要從設(shè)計(jì)優(yōu)化、工藝應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理等方面系統(tǒng)考慮。國(guó)內(nèi)正開(kāi)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(qiáng)論證，同時(shí)盡快建立高含鹽廢水副產(chǎn)結(jié)晶鹽產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
4、結(jié)語(yǔ)
由于我國(guó)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(duì)煤化工廢水污染的差異，需要根據(jù)實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)膹U水零排放處理技術(shù)。煤化工產(chǎn)業(yè)需要通過(guò)規(guī)范的零排放技術(shù)，加大對(duì)廢水處理項(xiàng)目的有效監(jiān)管，減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，通過(guò)推進(jìn)煤化工廢水零排放技術(shù)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。（來(lái)源：酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司安全環(huán)保部）