《安全环境-环保技术》之煤化工含盐废水的处理技术应用进展 VIP专享VIP免费

煤化工含盐废水的处理技术应用进展从煤化工含盐废水一级浓缩技术、浓盐水二级浓缩技术、高浓盐水固化处理技术和结晶盐的处理处置4个方面，综述了国内外关于煤化工含盐废水处理的膜材料、膜浓缩技术设备、蒸发结晶技术设备和杂盐分质结晶回收工艺的研究现状、发展趋势及工程应用情况。着重分析各处理技术的优缺点和应用中存在的问题，同时展望了煤化工含盐废水处理技术的未来研究和发展方向。中国能源长期以煤炭为主，促使煤化工产业链不断深化发展，但新型煤化工项目的耗水量和废水排量都相对较高。目前中国煤化工项目每年产生约1.17亿t废水，到2020年该数值可能增加到4.75亿t/a。煤化工企业生产过程中废水产生量高，其中还包含很多难处理的含盐废水。高含盐废水会带来严重的污染并危害环境及生产。如果直接排入生态系统，可使生态系统的盐浓度升高、水质变差，从而影响生态系统中生物的正常生长或繁殖。在企业的生产运行中会对金属管道特别是蒸发设备造成腐蚀，且其产生的终端废水难以处理，产生大量固废或危废。总体而言，当前水资源短缺和产生的浓盐水问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈，寻求处理效果更优、系统运行稳定性更好、投资和运行费用更低的浓盐水处理回用技术，成为煤化工产业发展的必然需求。基于此，笔者介绍了煤化工含盐废水的水质特征，并总结了煤化工行业目前在含盐废水处理端采用的常见技术，以及各类技术的工程应用和研究进展，最后提出了未来煤化工含盐类废水处理技术的发展趋势，以期为企业选择工艺时提供理论指导。1煤化工含盐废水的水质特征及处理工艺01煤化工含盐废水的水质特征煤化工含盐废水原本指总含盐（以NaCl计）至少1%的废水，其特点是含盐量高，而其他污染物含量低，主要源自生产过程中的煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等。但近年来为了逐步实现“零排放”目标，除原有含盐废水外，经预处理、生化处理和深度处理后仍无法达到回用水要求的废水也会归入含盐废水一并处理，增加了水质的复杂程度和处理难度。表1列出了处理工艺中各级盐水的水质特征，原有的含盐废水杂质以Na+、K+、Ca2+、SO42-、Cl-等无机离子为主，而深度处理出水除无机离子（SO42-、Cl-、S2-、CN-、SCN-、NH4+为主）外通常还含有苯、苯酚、含氮杂环化合物和多环芳香烃等难降解有机污染物。因此这部分废水一般通过膜浓缩或热浓缩技术浓缩杂质，清水返回原系统重复利用，产生的浓液（高盐废水）进入后续处理步骤。02含盐废水典型处理工艺煤化工生产中对含盐废水一般采用“预处理+膜处理+蒸发结晶”的组合处理工艺。预处理一般包括气浮、混凝、过滤等步骤，废水经预处理后进入膜浓缩系统，目前企业多采用双膜法（超滤+反渗透）进行处理，此过程所得淡水可作为循环冷却水系统的补充水或企业生产回用水，而占处理量约35%的浓盐水则进入浓盐水二级浓缩单元。根据需要，二级膜浓缩处理前可能要对废水进行软化处理，进一步降低Ca2+、Mg2+、Ba2+等结垢离子和有机物的浓度，实际工程中多采用石灰软化法、纳滤膜法等。二级浓缩后产生占含盐废水水量5%左右的高浓盐水，盐度在5%~8%甚至更高，后续接蒸发结晶工艺进一步提浓和固化。蒸发结晶工艺以热或膜浓缩的方式使废水中的盐分以结晶方式析出，蒸馏液被收集至蒸馏水罐后，输送至热交换设备与来液进行热交换，温度降到18℃左右离开蒸发结晶系统送至回用水池回用，母液送至生化系统或干化处理。盐泥由蒸发结晶系统排出到料仓暂存，后由运输车辆外运处理。整个工艺过程中的盐、水量的分配变化见表2。2预处理技术为确保膜浓缩装置的长期稳定运行，防止膜表面受到微生物、有机物及悬浮杂质的污染损坏，需对浓缩前的含盐废水进行预处理，常规预处理技术有混凝沉淀、高级氧化、多介质过滤和超滤等。预处理后废水的COD、氨氮和结垢离子等含量控制在膜负荷可承受范围后进入膜浓缩处理单元。01混凝沉淀煤化工废水中各类有机物多为胶体态和悬浮态，投加混凝剂后可改变其稳定状态，并在合适的水力梯度下受到分子间引力作用而形成大的絮体或颗粒沉淀分离。常用的混凝药剂以铝系和铁系为主，高分子混凝剂为辅。J.F.Li等将焦化...