煤化工高含鹽廢水處理技術(shù)存在問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

封　燕，谷林濤

（1.東華工程科技股份有限公司，安徽合肥230024；2.惠而浦中國(guó)股份有限公司，安徽合肥230008）

煤化工高含鹽廢水處理技術(shù)存在問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

封燕1，谷林濤2

（1.東華工程科技股份有限公司，安徽合肥230024；2.惠而浦中國(guó)股份有限公司，安徽合肥230008）

介紹了“零排放”技術(shù)存在的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，分析了大型煤化工行業(yè)高含鹽廢水處理的技術(shù)走向。

煤化工；高含鹽廢水；零排放；蒸發(fā)結(jié)晶

我國(guó)煤炭資源分布和水資源分布極不均衡。煤炭資源量豐富的地方，也是水資源缺乏的地方，有些地方甚至沒(méi)有納污水體，水資源和水環(huán)境問(wèn)題已成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[1]。目前我國(guó)地表水環(huán)境不容樂(lè)觀，《2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，2011年我國(guó)地表水水質(zhì)總體為輕度污染。為緩解水污染形勢(shì)，《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》和《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》均提出了COD、氨氮等主要水體污染物減排8%的目標(biāo)。2012年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn)》，劃出了至2030年前全國(guó)用水總量紅線、用水效率紅線和區(qū)域納污紅線3條不可逾越的紅線，從國(guó)家層面實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理[2]。2014年7月，國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于規(guī)范煤制油、煤制天然氣產(chǎn)業(yè)科學(xué)有序發(fā)展的通知》中明確指出：嚴(yán)禁擠占生活用水、農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)用水，以及利用地下水發(fā)展煤制油（氣）[3]。2015年4月16日，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱(chēng)“水十條”），“水十條”對(duì)今后的采水、用水和污水處理都做出了史上最嚴(yán)、最細(xì)的規(guī)定和要求。近年來(lái)國(guó)家對(duì)新建煤化工項(xiàng)目的水排放也提出了嚴(yán)格的指標(biāo)要求。在上述背景下，實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”已經(jīng)成為煤化工發(fā)展的自身需求和外在要求。但廢水“零排放”裝置投資及運(yùn)行成本高、能耗大、有一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、分鹽效果達(dá)不到工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題依舊制約著煤化工高含鹽廢水“零排放”的應(yīng)用和普及。

1　“零排放”技術(shù)方案

煤化工高含鹽廢水水質(zhì)有以下特點(diǎn)：①鹽分含量高且成分復(fù)雜，雜質(zhì)離子組分較多；②COD含量比較高，影響蒸發(fā)結(jié)晶效果；③含有一些容易結(jié)垢物質(zhì)，如可溶性硅等；④不同項(xiàng)目廢水組分多變，水質(zhì)不確定性比較大。

目前高含鹽廢水處理的全流程方案主要包括前處理、主流程、后處理三個(gè)部分。前處理技術(shù)主要有膜分離、膜濃縮、催化氧化三種方式，主流程目前主要分為熱法和冷法兩種，后處理主要有廢液焚燒、蒸發(fā)干化、噴霧干燥三種方法。前處理的作用主要是不同程度地分離大分子COD及二價(jià)鹽，以利于后面主流程即蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)制得純度可達(dá)工業(yè)級(jí)的氯化鈉；后處理的作用是對(duì)母液進(jìn)行廢液焚燒、蒸發(fā)干化、噴霧干燥，以實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

2　煤化工高含鹽廢水“零排放”存在的問(wèn)題

從目前一些生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)行實(shí)踐來(lái)看，煤化工廢水“零排放”運(yùn)行管理的核心問(wèn)題在于整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的管控，比較大的困難在于“水”的有效調(diào)度。應(yīng)大力推動(dòng)煤化工企業(yè)加強(qiáng)水的循環(huán)利用，在弄清楚各裝置用水要求的前提下，對(duì)廢水實(shí)施分質(zhì)回用，最大限度地利用水資源，探索高含鹽廢水的最少排放控制方法。為了有效降低因生產(chǎn)操作等因素變化而導(dǎo)致的工程系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，可以從全廠水系統(tǒng)整體循環(huán)利用的角度考慮高含鹽廢水處理的設(shè)計(jì)，采用“一水多用”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“定點(diǎn)回用”，可有效增加廢水回用點(diǎn)，從而提高“水”調(diào)度的靈活性和系統(tǒng)的抗沖擊能力，降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

煤化工廢水“零排放”方案的流程長(zhǎng)，且涉及的工藝難度大，水系統(tǒng)復(fù)雜，流程之間相互影響，很容易出現(xiàn)多米諾效應(yīng)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題均會(huì)影響項(xiàng)目廢水“零排放”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，煤化工項(xiàng)目廢水“零排放”各處理工段的有機(jī)銜接、物料平衡（特別是鹽平衡）非常重要，全廠水管理達(dá)到動(dòng)態(tài)水平衡是實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”目標(biāo)的關(guān)鍵要素。煤化工項(xiàng)目在高含鹽廢水“零排放”方案設(shè)計(jì)之初，即應(yīng)對(duì)全流程進(jìn)行分析計(jì)算。

從我國(guó)現(xiàn)已運(yùn)行的高含鹽廢水“零排放”案例來(lái)看，蒸發(fā)結(jié)晶處理是廢水“零排放”技術(shù)方案應(yīng)用的瓶頸，也是擁有較多爭(zhēng)議的問(wèn)題。純鹽（如碳酸鈣、氯化鈉、硫酸鈉）的結(jié)晶技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但單鹽系統(tǒng)的溶解度數(shù)據(jù)和速率常數(shù)并不適用于復(fù)雜系統(tǒng)的共沉淀鹽。其它鹽類(lèi)的數(shù)量即使很少，也可能對(duì)成垢的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和垢的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響，而煤化工高含鹽廢水的組分變化很大，這是蒸發(fā)器結(jié)垢問(wèn)題難以解決的重要原因之一。此外，有多種鹽類(lèi)并存的鹵水還會(huì)在蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生泡沫，具有極強(qiáng)的腐蝕性，影響蒸發(fā)裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)分鹽結(jié)晶技術(shù)的研究和現(xiàn)有蒸發(fā)器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，可以從技術(shù)上突破蒸發(fā)器結(jié)垢問(wèn)題。經(jīng)蒸發(fā)固化處理后的結(jié)晶固體，組分復(fù)雜，有害物質(zhì)濃度高，需作為危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行處理，不能和其它灰渣一起去渣場(chǎng)混埋。如固廢處理不當(dāng)，結(jié)晶鹽中的水溶性鹽類(lèi)有機(jī)物會(huì)在雨水作用下形成二次污染。

3　高含鹽廢水處理技術(shù)走向

由于煤化工高含鹽廢水具有高COD、有機(jī)物組分及含量復(fù)雜的特點(diǎn)，因而采取可行且有效的預(yù)處理措施，既可降低高COD，減少對(duì)主流程生化處理的沖擊，緩和后續(xù)工段的水質(zhì)條件，又有利于整個(gè)水處理體系的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。如何使結(jié)晶鹽達(dá)到工業(yè)級(jí)別，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)污染回用是廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)重點(diǎn)解決蒸發(fā)器傳熱面的結(jié)垢問(wèn)題；另外，也要不斷地對(duì)現(xiàn)有的廢水處理技術(shù)改造創(chuàng)新，解決容易引起故障和停車(chē)的問(wèn)題；此外，還要充分考慮開(kāi)停車(chē)及事故情況下的廢水處理措施，設(shè)置合理尺寸的事故水池的有效容積以滿足開(kāi)停車(chē)、試運(yùn)行、事故狀態(tài)，使現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)行更加順暢。

4　結(jié)論

綜上所述，煤化工高含鹽廢水治理的需求已迫在眉睫，高含鹽廢水必須朝著零排放的方向發(fā)展，煤化工才能健康穩(wěn)定發(fā)展。高含鹽廢水經(jīng)過(guò)膜濃縮、蒸發(fā)、結(jié)晶、分鹽處理等多重有效措施，并使得結(jié)晶分鹽能夠重新被利用，這是零排放技術(shù)的發(fā)展方向。朝著這個(gè)方向努力，相信不久煤化工廢水將會(huì)迎來(lái)真正意義上的運(yùn)行穩(wěn)定的“零排放”。

[1]黃開(kāi)東，李強(qiáng)，汪炎.煤化工廢水“零排放”技術(shù)及工程應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].工業(yè)用水與廢水，2012，43（5）：1-6.

[2]曲風(fēng)臣.煤化工廢水“零排放”技術(shù)要點(diǎn)及存在問(wèn)題[J].化學(xué)工業(yè)，2013，31（Z1）：18-24.

[3]耿翠玉，喬瑞平，任同偉，等.煤化工濃鹽水“零排放”處理技術(shù)進(jìn)展[J].煤炭加工與綜合利用，2014（10）：34-41.

Development and Problems of the High Salinity Wastewater Treatment of Coal Chemical Industry

FENG Yan1，GU Lin-tao2
（1.East China EngineeringScience and TechnologyCo.，Ltd.，Hefei 230024，China；2.Whirlpool China Co.，Ltd.，Hefei 230008，China）

The high salinity wastewater treatment developments of large-scale coal chemical industry were analyzed，the "zeroemission"technologyproblems and prospects were introduced.

coal chemical industry；high salinitywastewater；zeroemission；evaporation and crystallization

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.008

X703

A

1008-553X（2016）04-0027-02

2016-01-21

封燕（1985-），女，碩士，工程師，從事化工研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)度控制、協(xié)調(diào)管理工作，13721050820，fengyan@chinaecec.com。