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、分質處理的原則，通常將產生的污水根據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、罐區及儲運等生產裝置的沖洗水、生活污水及初期雨水等，該類污水統稱為生產生活污水；另一類為公用工程區循環水排污水、脫鹽水站濃鹽水、鍋爐排水等，統稱為清凈下水。
生產、生活污水統一進入污水處理站，重點解決COD、氨氮、礦物油、揮發酚、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。回用水站、濃鹽水站及蒸發結晶的產水用于循環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、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結晶處理技術，兩者的處理同時還需物理、化學等輔助工藝技術。煤化工行業污水主要污染來源于氣化爐，選取的氣化爐不同，產生的廢水污染物類型也不盡相同。由于對環境保護缺乏足夠的認識，導致煤化工廢水處理技術人員的工作積極性不高，制約了廢水零排放技術的進步，致使煤化工廢水零排放處理技術無法得到持續的發展。
3、解決煤化工廢水零排放的有效對策
3.1 膜處理工藝。
經過預處理后的廢水，需進行脫鹽處理。目前在我國已經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。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，反滲透膜之前均設置了超濾膜，組成常規的雙膜工藝。
超濾系統的作用是去除水中的懸浮物，包括膠體、細菌等雜質，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，污染指數小于3，保證反滲透系統的安全運行，降低反滲透系統化學清洗頻率，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境污染問題，且出水水質穩定可靠，運行費用低。
3.2 濃鹽水處理。
回用水站的反滲透產水回用于循環水補水，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結晶單元規模，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15倍濃縮，最終蒸發結晶單元規模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之后進蒸發結晶單元，濃縮30倍后蒸發結晶規模是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倍濃縮后蒸發結晶規模是20t/h。
3.3 蒸法結晶工藝。
經膜法濃縮后的高濃鹽水含鹽量高，鹽質量分數約6%～15%，難以回收利用，為了實現污水“零排放”，需要進一步濃縮處理。目前濃縮處理工藝有蒸發塘和熱法蒸發結晶兩大類，蒸發塘工藝因其受場地及環境因素限制，目前多不采用。熱法蒸發結晶因其占地面積少，結晶鹽可控制等優勢目前被廣泛應用于零排放技術的末端。
熱法結晶產出的鹽分，被大部分煤化工項目所在地區的環保部門定義為危廢，外運處理費用超過2000元/t，為減少企業環保負擔，熱法結晶工藝可以通過控制蒸發結晶單元的設計參數達到鹽分至產品級的目的，最后分出的氯化鈉產品達到GB/T5462—2003《工業鹽》中日曬工業鹽二級標準，硫酸鈉產品達到GB/T6009—2014《工業無水硫酸鈉》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，則需要蒸發結晶段定期排放母液，以保證熱法結晶系統的正常運行及產品鹽的品質。
廢水零排放是現階段煤化工產業發展面臨的重大環保問題。零排放技術的選擇需要從設計優化、工藝應用、現場運行管理等方面系統考慮。國內正開展中試或工業示范的電滲析、正滲透、納濾等膜法分離濃縮工藝以及熱法、冷法分質結晶技術仍需加強論證，同時盡快建立高含鹽廢水副產結晶鹽產品標準。
4、結語
由于我國煤化工產業規模存在差異，廢水污染程度也不盡相同。針對煤化工廢水污染的差異，需要根據實際情況，采取適當的廢水零排放處理技術。煤化工產業需要通過規范的零排放技術，加大對廢水處理項目的有效監管，減輕對生態環境的破壞，通過推進煤化工廢水零排放技術的推廣應用，促進煤化工產業的健康持續發展。
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