安徽某地區(qū)煤化工污水“零排放”工藝技術(shù)探討

郭秀文

摘要：我國煤化工產(chǎn)業(yè)眾多蓬勃發(fā)展，但由于煤化工項(xiàng)目具有耗水量大，生產(chǎn)污水含鹽量高、廢水排放污染嚴(yán)重等特點(diǎn)，近年來煤化工行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，其中水資源及環(huán)境制約成為其中難以逾越的屏障。為保證國家能源安全，減輕日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題，如何通過不斷創(chuàng)新的廢水處理技術(shù)去解決廢水污染問題以及污水的深度處理并回收利用，以最終實(shí)現(xiàn)煤化工污水“零排放”，就成為了亟需解決的問題。目前達(dá)到廢水“零排放”的目標(biāo)還存在一定困難，此次主要就煤化工行業(yè)高鹽廢水零排放技術(shù)做簡要分析探討，并提出了實(shí)現(xiàn)“零排放”的相關(guān)發(fā)展建議，為今后高含鹽廢水處理技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒。本文主要研究的是利用生化處理法去除COD、N、P，利用超濾去除SS、膠體，利用反滲透、正滲透去除硬度、硅酸鹽等離子，最后采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式生產(chǎn)出雜鹽，實(shí)現(xiàn)零排放。

關(guān)鍵詞：煤化工；零排放；廢水回用；反滲透；正滲透；蒸發(fā)結(jié)晶

隨著煤化工項(xiàng)目的不斷發(fā)展以及日益嚴(yán)重的水資源和環(huán)境污染問題，工業(yè)污水的污染已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的絆腳石，同時(shí)在全球范圍內(nèi)也引起了相關(guān)專家和學(xué)者的共同關(guān)注。怎樣平穩(wěn)地過渡--既不傷害生態(tài)環(huán)境，又能發(fā)展工業(yè)，是全球面臨的共同課題。有效的水資源管控和廢水的回收利用是污水零排放的前提和保障。

一、煤化工污水的特點(diǎn)：

要實(shí)現(xiàn)污水回用并實(shí)現(xiàn)“零排放”，首先需確定回用水用途以及蒸發(fā)結(jié)晶后鹽的處理辦法，從而確定處理后水質(zhì)、水量等數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上考慮工藝的可行性，以及投資、運(yùn)行費(fèi)用及設(shè)備維護(hù)等因素，采用最佳的處理方案確保系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

煤化工污水具有成分復(fù)雜且用水量較大的特點(diǎn)，一般包括煤氣化污水、循環(huán)水排污、化學(xué)水再生水、各裝置生產(chǎn)污水以及生活污水等，根據(jù)不同的爐型，煤氣化污水水質(zhì)不同，例如東方爐的煤氣化污水具有高COD、高氨氮、負(fù)硬度等特點(diǎn)，也是最難處理的一股水，循環(huán)水場的排污水及脫鹽水再生水具有含鹽量高的特點(diǎn)，各裝置生產(chǎn)污水及生活污水具有高COD的特點(diǎn)。

二、各階段工藝選擇

（一）生化處理階段

由于煤化工污水具有高COD、高氨氮、高含鹽量的特點(diǎn)，工藝不同，水質(zhì)不同；所以在污水前期處理階段采用硝化、反硝化工藝去除水中COD和總氮?？稍谏幚淼哪┒嗽黾映壯趸康脑谟谠黾涌缮?，一般推薦臭氧催化氧化）+BAF工藝，進(jìn)一步去除COD，產(chǎn)水可以達(dá)到COD<60，氨氮<10，濁度<1的標(biāo)準(zhǔn)，該出水水質(zhì)可以部分達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

（二）脫鹽階段

化學(xué)水再生水、循環(huán)水排污水、生化產(chǎn)水混合后進(jìn)入脫鹽階段。由于混合液含鹽量高，直接進(jìn)入膜處理階段會增加膜的反洗頻次，影響膜的使用壽命，所以在進(jìn)入膜處理階段前先對混合液進(jìn)行預(yù)處理。

1、預(yù)處理單元（高密池+砂濾+超濾+離子交換）

混合水質(zhì)中鈣鎂硬度、懸浮物、膠體等含量較高，直接進(jìn)入反滲透處理階段會增加膜的反洗頻次，影響膜的使用壽命，所以在進(jìn)入膜處理階段前先對混合液進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理是首先通過投加軟化藥劑去除水中的懸浮物、硬度、部分COD及膠體硅，然后通過砂濾、超濾進(jìn)一步去除懸浮物、膠體、COD，最后通過離子交換方式脫除廢水中的殘留硬度。

藥劑軟化法主要是投加化學(xué)藥劑（燒堿、石灰、純堿等），通過化學(xué)反應(yīng)使鈣鎂離子沉淀析出，從而降低水的硬度。根據(jù)生產(chǎn)廢水水質(zhì)特點(diǎn)（硬度高、堿度低），考慮采用燒堿-純堿軟化法。

燒堿-純堿軟化法藥相對于石灰-純堿軟化法具有藥劑投加量相對較低，除鎂效果好，藥劑費(fèi)用較高的特點(diǎn)。

經(jīng)超濾處理后的水通過離子交換法（弱酸陽床）去除水中的鈣鎂硬度，運(yùn)行時(shí)：陽樹脂（H-R）+（M+）-->（M-R）+（H+），再生過程為其逆過程。其中M+為鈣鎂離子。相對于強(qiáng)酸陽床，弱酸陽床中填充大孔型弱酸陽樹脂，具有交換容量大吸附性稍弱的特點(diǎn)。

2、除鹽單元

1）反滲透（RO）

經(jīng)過預(yù)處理后的水，進(jìn)入反滲透裝置。

反滲透是借助于選擇透過性膜的性能，以壓力差為推動力的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)中所加的壓力大于溶液滲透壓時(shí)，水分子不斷的透過膜，經(jīng)過產(chǎn)水流道流入中心管，然后在出水端流出，進(jìn)水中的雜質(zhì)如：離子、有機(jī)物、細(xì)菌等被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，然后在濃水端流出，從而達(dá)到淡水凈化的目的。

經(jīng)反滲透處理后的產(chǎn)水可回用做循環(huán)水、化學(xué)水補(bǔ)水。

（三）濃縮結(jié)晶

來自反滲透單元的濃水可根據(jù)環(huán)評要求直接進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出雜鹽進(jìn)行填埋，或者采用納濾、熱法等手段進(jìn)行分鹽，然后通過蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出硫酸鈉和氯化鈉。

1、蒸發(fā)器

目前常用的蒸發(fā)器主要分為以下兩類：

1）多效蒸發(fā)器

多效蒸發(fā)是將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)操作，使蒸汽熱能得到多次利用，從而提高熱能的利用率。以兩效蒸發(fā)器為例，第一個(gè)蒸發(fā)器（稱為第一效）以生蒸汽作為加熱蒸汽，第二效以前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽，從而可大幅度減少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽溫度總是低于其加熱蒸汽，故多效蒸發(fā)時(shí)各效的操作壓力及溶液沸騰溫度沿蒸汽流動方向依次降低。

多效蒸發(fā)器的主要特點(diǎn)如下：

i）使用生蒸汽加熱，需要消耗大量蒸汽，相對電能消耗較少；

ii）前一效蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的二次蒸汽用作后一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽，可節(jié)省一部分的蒸汽使用量；

iii）設(shè)備占地面積較大。

2）MVR蒸發(fā)器

MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身，根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā)，即產(chǎn)品在第一次經(jīng)過效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí)，產(chǎn)品在離開效體后通過效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過效體外部管路抽到效體上部再次通過效體，然后通過這種反復(fù)通過效體以達(dá)到所需濃度。

2、鹽漿脫水

來自結(jié)晶器的鹽漿經(jīng)過分離濃縮，直接進(jìn)入離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，產(chǎn)生的混合固體外運(yùn)處置。

三、結(jié)論

要達(dá)到煤化工污水“零排放”的目的，就必須對產(chǎn)生的污水深度處理回用。煤化工污水量大、水質(zhì)復(fù)雜，其較高的含鹽量利用成熟的反滲透技術(shù)、正滲透技術(shù)、納濾分鹽技術(shù)處理較為經(jīng)濟(jì)可行。再利用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)將濃鹽水結(jié)晶并收集，從而實(shí)現(xiàn)煤化工污水“零排放”。

參考文獻(xiàn)：

[1]《高效反滲透廢水處理工藝在電廠廢水零排放中的應(yīng)用》作者：胡小武.

[2]《排水工程》作者：張玉先.