淺談煤化工廢水分鹽處理的工藝路線

杜婧

【摘 要】煤化工在工業(yè)生產(chǎn)中所提供的能源支持是巨大的，但是一直以來存在于其中的廢水處理問題尚未得到很好的解決，尤其是在現(xiàn)代綠色發(fā)展理念的指導(dǎo)下，對(duì)煤化工產(chǎn)生的含鹽廢水處理是首先需要重視并予以解決的重大問題。本文基于對(duì)煤化工廢水的來源、特性以及當(dāng)前關(guān)于低濃度和高濃度含鹽廢水的處理技術(shù)工藝的簡單分析并對(duì)其當(dāng)前煤化工含鹽廢水處理提出一些建議。

【關(guān)鍵詞】煤化工廢水；分鹽處理；工藝

一、煤化工廢水的來源及其特性分析

煤化工是指通過對(duì)煤炭進(jìn)行氣化、液化或者其他技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的清潔利用，但是在此過程中需要使用大量的水資源，容易產(chǎn)生水資源污染。此外，現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及布局普遍存在著注重當(dāng)下經(jīng)濟(jì)效益而忽視長遠(yuǎn)的環(huán)境保護(hù)問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞時(shí)常發(fā)生，尤其是廢水的處理一旦出現(xiàn)不理想的局面勢必會(huì)導(dǎo)致對(duì)土壤、地下水等造成嚴(yán)重的污染。

根據(jù)當(dāng)前煤化工的廢水性質(zhì)劃分，主要為工藝廢水和含鹽廢水，其中含鹽廢水又可分為高濃度（重污染）含鹽廢水和低濃度（輕污染）含鹽廢水兩類。所謂工藝廢水是指在煤化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，主要是基于煤化工工藝技術(shù)和環(huán)節(jié)來進(jìn)行的劃分，有氣化廢水、凈化廢水、甲醇合成廢水等。工藝廢水的主要污染物成分和種類相對(duì)復(fù)雜，大多與某一類工藝技術(shù)及其處理過程中使用的催化劑等具有較大的關(guān)聯(lián)，如酚、氨氮、焦油、芳烴等廢水中化合物的產(chǎn)生。

所謂含鹽廢水是指在煤化工生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水中含有大量的鹽分，這類廢水量在整個(gè)煤化工生產(chǎn)過程中的占比非常大，其主要來源于煤化工生產(chǎn)過程中所添加的催化劑、萃取劑以及在給水系統(tǒng)和處理水系統(tǒng)中所添加的廢水處理類的化學(xué)藥劑。含鹽廢水的產(chǎn)生量大，具有較大的重復(fù)利用的空間，而且不作處理地將此類廢水進(jìn)行排放對(duì)土地與水資源會(huì)造成二次危害。

二、煤化工廢水分鹽處理的技術(shù)工藝

煤化工產(chǎn)生的高濃度含鹽廢水的含鹽量高且有機(jī)物的濃度較高，其處理的技術(shù)要求較高難度較大，常規(guī)的處理技術(shù)工藝需要投入的資金成本較大，因此在技術(shù)革新的基礎(chǔ)上，當(dāng)前廣泛采用的是膜濃縮技術(shù)、蒸發(fā)技術(shù)和電滲析技術(shù)。

（1）膜濃縮技術(shù)。所謂膜濃縮技術(shù)指利用鹽分子與其他有效成分及液體的分子量的不同實(shí)現(xiàn)的一種定向分離和濃縮，相對(duì)于傳統(tǒng)的分鹽處理其具有能耗小、操作簡單的優(yōu)勢。當(dāng)前常用的工藝有HERO高效反滲透技術(shù)膜濃縮工藝、震動(dòng)膜濃縮工藝、正滲透技術(shù)等。第一，所謂HERO技術(shù)是一種利用反滲透技術(shù)的特殊分鹽處理工藝，是指在高pH值、低堿度、零硬度等條件下使有機(jī)物保持在一種特殊的溶解狀態(tài)下的低存活率與難吸附的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中含鹽化合物的分離，而且該技術(shù)的使用可以有效避免在廢水處理過程中產(chǎn)生的二次污染并極大地提高廢水回收利用的效率，該技術(shù)字國外的整體使用較多，國內(nèi)目前只有少數(shù)幾個(gè)煤化工企業(yè)采用。第二，所謂震動(dòng)膜濃縮技術(shù)是指通過機(jī)械震動(dòng)實(shí)現(xiàn)在過濾膜表面將不同質(zhì)量成分的含鹽化合物或有機(jī)物與液態(tài)水進(jìn)行一種分離的技術(shù)，該分離技術(shù)是一種“動(dòng)態(tài)”的分離，可以有效地避免其他“靜態(tài)”分離技術(shù)使用過程中發(fā)生的沉淀物堵塞等問題，而且該技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少濃縮膜的清洗與更換速度，對(duì)于降低成本具有非常良好的效果。第三，正滲透技術(shù)時(shí)利用滲透膜兩側(cè)滲透壓力差來驅(qū)使水分子由高勢能一方向低勢能一方運(yùn)動(dòng)，在半透膜上將各類溶質(zhì)分子進(jìn)行隔離，對(duì)于隔離出的濃鹽水可以進(jìn)行二次的析出使得鹽以結(jié)晶分子的形式析出，最終實(shí)現(xiàn)廢水的零污染排放。

（2）蒸發(fā)技術(shù)。煤化工含鹽廢水的蒸發(fā)技術(shù)就是指利用蒸發(fā)的工作原理來將含鹽廢水中的水分子蒸發(fā)結(jié)晶出來，從而實(shí)現(xiàn)廢水的凈化處理目的，當(dāng)前含鹽廢水的蒸發(fā)處理技術(shù)主要包括自然蒸發(fā)與機(jī)械壓縮蒸發(fā)兩種。第一，自然蒸發(fā)就是在自然條件下對(duì)含鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理，要想實(shí)現(xiàn)自然蒸發(fā)必須要保證有足夠的蒸發(fā)場地與適宜的氣候條件，一旦氣候條件不允許勢必不能達(dá)到蒸發(fā)水的目的，就目前我國的地理與氣候條件分布狀況來看，只有西北地區(qū)具備自然蒸發(fā)的條件，南方多雨季必然不能進(jìn)行自然蒸發(fā)。第二，機(jī)械壓縮蒸發(fā)技術(shù)是利用物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)化過程中吸收和釋放的能量來進(jìn)行的機(jī)械壓縮處理廢水，因此，在最優(yōu)狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械壓縮蒸發(fā)所需要的能量供應(yīng)可以由蒸發(fā)出的廢水在液化過程中所釋放的能量進(jìn)行供應(yīng)，但是能量轉(zhuǎn)化中的損耗是不可避免的，電能的使用是其基本保障。

（3）電滲析技術(shù)。所謂電滲析技術(shù)是指在電化學(xué)和滲析擴(kuò)散過程中利用離子交換膜的選擇透過性來從待處理的含鹽廢水中將有機(jī)物與化合物進(jìn)行脫除，該技術(shù)的使用可以進(jìn)一步將高濃度含鹽廢水濃縮，使其中可回收利用的“清潔水”的含量進(jìn)一步降低，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤化工廢水的凈化處理。但是，相對(duì)于膜濃縮處理技術(shù)而言，電滲析技術(shù)在對(duì)廢水的處理過程中需要使用到大量的電力資源，其能耗水平相對(duì)較高。

三、煤化工含鹽廢水處理的建議

無論對(duì)廢水的處理技術(shù)工藝多么發(fā)達(dá)，現(xiàn)實(shí)條件下尚不足以達(dá)到“零污染”的排放標(biāo)準(zhǔn)，一旦有含鹽廢水的產(chǎn)生，其處理和排放過程中對(duì)資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染都難以避免，因此，筆者認(rèn)為應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手來減少含鹽廢水的產(chǎn)生極其對(duì)環(huán)境可能造成的危險(xiǎn)。

（1）從源頭控制含鹽廢水的產(chǎn)生和排放。煤化工過程中含鹽廢水的產(chǎn)生大多是由煤炭的品質(zhì)、原水水質(zhì)與催化劑等化學(xué)藥劑的使用所決定的，不符合技術(shù)條件要求的煤種和不成熟的煤化工工藝會(huì)在煤炭資源的利用過程中產(chǎn)生大量的污染，不僅僅是產(chǎn)生難以處理的含鹽廢水，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生廢氣、粉塵等對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。因此，要從源頭上進(jìn)行控制，制定科學(xué)合理的煤化工處理技術(shù)工藝，嚴(yán)格選擇符合生產(chǎn)條件的煤種，避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)污染，同時(shí)要在清潔生產(chǎn)技術(shù)工藝改造上有所創(chuàng)新。

（2）加大煤化工含鹽廢水處理技術(shù)工藝的研發(fā)和推廣。就當(dāng)前煤化工行業(yè)的污染處理整體形勢來看，無論是廢水處理還是廢氣、粉塵等污染物處理的技術(shù)水平條件還十分低下，因此，必須要加大在污染處理技術(shù)上的研發(fā)和推廣力度。從煤化工含鹽廢水的分鹽處理技術(shù)來看，許多先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)在國外同等條件下的企業(yè)內(nèi)取得了不錯(cuò)的效果，這是可以進(jìn)行借鑒和學(xué)習(xí)的。同時(shí)，基于我國不同地理?xiàng)l件下的煤化工發(fā)展所面臨的環(huán)境因素的不同，應(yīng)該在資金和政策上對(duì)此類污染物處理機(jī)構(gòu)、組織或個(gè)人進(jìn)行必要的扶持。

（3）嚴(yán)格監(jiān)督實(shí)施煤化工企業(yè)的廢水等污染處理情況。技術(shù)條件可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)分鹽處理，達(dá)到降低污染排放的目的，但在企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等因素的影響下，會(huì)存在污染處理敷衍或不作處理直接排放的情況，因此加強(qiáng)監(jiān)督是保障。

【參考文獻(xiàn)】

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