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煤化工废水零排放工艺有哪些？
来源：广州超禹膜分离技术有限公司
发布时间：2024-12-13 09:50
一、煤化工污水来源及分类：
煤化工项目本着清污分流、分质处理的原则，通常将产生的污水根据污染物不同分为两大类：一类为来源于气化炉污水、化工装置污水、罐区及储运等生产装置的冲洗水、生活污水及初期雨水等，该类污水统称为生产生活污水；另一类为公用工程区循环水排污水、脱盐水站浓盐水、锅炉排水等，统称为清净下水。
生产、生活污水统一进入污水处理站，重点解决COD、氨氮、矿物油、挥发酚、氰化物等污染物，出水达到一定标准后与清净下水混合，进入回用水站，回用水站产生的浓水进入浓盐水处理站，浓盐水站再浓缩后的高浓盐水进入零排放处理站。回用水站、浓盐水站及蒸发结晶的产水用于循环水站及脱盐水站的补水。清净下水重点解决无机盐类污染物。
二、煤化工废水零排放的制约性问题：
生产、生活污水中的有机污染物的去除主要采用生化处理方法，清净下水中的无机盐类污染物去除主要采用膜分离和蒸发结晶处理技术，两者的处理同时还需物理、化学等辅助工艺技术。煤化工行业污水主要污染来源于气化炉，选取的气化炉不同，产生的废水污染物类型也不尽相同。由于对环境保护缺乏足够的认识，导致煤化工废水处理技术人员的工作积极性不高，制约了废水零排放技术的进步，致使煤化工废水零排放处理技术无法得到持续的发展。
三、解决煤化工废水零排放的有效对策：
① 膜处理工艺：经过预处理后的废水，需进行脱盐处理。目前在我国已经应用的除盐工艺方法有离子交换法和反渗透膜法两大类。离子交换法因为树脂再生过程中会产生大量酸碱，只适合废水中含盐量不高的场合，而煤化工污水回用水电导率一般为2000~3000μS/cm，故反渗透膜法较为广泛应用于煤化工污水回用系统。为了保证反渗透单元的收水率，同时减少膜污染导致的频繁清洗，反渗透膜之前均设置了超滤膜，组成常规的双膜工艺。
超滤系统的作用是去除水中的悬浮物，包括胶体、细菌等杂质，为反渗透提供合格的进水，保证反渗透进水的浊度小于0.2NTU，污染指数小于3，保证反渗透系统的安全运行，降低反渗透系统化学清洗频率，延长反渗透膜使用寿命。煤化工项目中常采用外压式中空纤维管式超滤膜，较常用的膜材质为聚偏氟乙烯（PVDF）。
反渗透装置处理后污水脱盐率可以达到97％以上。并能将水中大部分的细菌、胶体及大分子量的有机物截留。反渗透膜广泛应用于煤化工行业回用水处理。提高煤化工项目污水回用水率，从根本上降低了酸、碱以及酸碱废水的环境污染问题，且出水水质稳定可靠，运行费用低。
② 浓盐水处理：回用水站的反渗透产水回用于循环水补水，浓水进入浓盐水处理站。零排放项目越到后端，投资及运行费用越高。为减轻末端热法蒸发结晶单元规模，可复核含盐量，在含盐量允许情况下，浓盐水可进行再脱盐浓缩，以提高水回收率。目前，煤化工浓盐水处理工艺多样，以总进水含盐量2000mg/L，水量是1500t/h项目为例。
③ 常规工艺：（化学软化+沉淀+过滤+浓水双膜），浓水盐分最终可以浓缩到30g/L，实现15倍浓缩，最终蒸发结晶单元规模100t/h；
④ 高效反渗透：（化学软化+沉淀+过滤+离子交换软化+浓水双膜+高效反渗透），最终浓水盐分浓缩到60g/L之后进蒸发结晶单元，浓缩30倍后蒸发结晶规模是50t/h；
⑤ 电渗析工艺：采用（化学软化+沉淀+过滤+离子交换软化+高级氧化+浓水双膜+电渗析）的处理工艺，最终浓水盐分可以浓缩到150g/L，75倍浓缩后蒸发结晶规模是20t/h。
⑥ 蒸法结晶工艺：经膜法浓缩后的高浓盐水含盐量高，盐质量分数约6%～15%，难以回收利用，为了实现污水“零排放”，需要进一步浓缩处理。目前浓缩处理工艺有蒸发塘和热法蒸发结晶两大类，蒸发塘工艺因其受场地及环境因素限制，目前多不采用。热法蒸发结晶因其占地面积少，结晶盐可控制等优势目前被广泛应用于零排放技术的末端。
热法结晶产出的盐分，被大部分煤化工项目所在地区的环保部门定义为危废，外运处理费用超过2000元/t，为减少企业环保负担，热法结晶工艺可以通过控制蒸发结晶单元的设计参数达到盐分至产品级的目的，最后分出的氯化钠产品达到GB/T5462—2003《工业盐》中日晒工业盐二级标准，硫酸钠产品达到GB/T6009—2014《工业无水硫酸钠》中Ⅲ类合格品标准，杂盐含量小于总盐量的15%。需要说明的是，热法结晶工艺本身只能处理盐，浓盐水中的有机物还需要前端控制，如控制不到位，则需要蒸发结晶段定期排放母液，以保证热法结晶系统的正常运行及产品盐的品质。
废水零排放是现阶段煤化工产业发展面临的重大环保问题。零排放技术的选择需要从设计优化、工艺应用、现场运行管理等方面系统考虑。国内正开展中试或工业示范的电渗析、正渗透、纳滤等膜法分离浓缩工艺以及热法、冷法分质结晶技术仍需加强论证，同时尽快建立高含盐废水副产结晶盐产品标准。
四、结语：
由于我国煤化工产业规模存在差异，废水污染程度也不尽相同。针对煤化工废水污染的差异，需要根据实际情况，采取适当的废水零排放处理技术。煤化工产业需要通过规范的零排放技术，加大对废水处理项目的有效监管，减轻对生态环境的破坏，通过推进煤化工废水零排放技术的推广应用，促进煤化工产业的健康持续发展。
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