煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨

煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨

高志刚

中煤鄂尔多斯能源化工有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 017300

摘要：煤化工的浓盐水处理不当会对环境和人类的长期生存发展造成危害，我们应当重视其工业废物的处理，若能从源头上进行预防和处理，改善水质、减少排水量最好。在处理煤化工浓盐水和进行结晶盐处理时，采用新技术进行浓盐水的蒸发结晶，然后对结晶盐进行妥善的固化处理，高效、无污染是我们的追求更是我们的要求，真正实现零污染和零排放，才能从总整体上解决企业的环保和经济压力。

关键词：煤化工；浓盐水；结晶盐；处理技术

煤化工废水往往处理工艺链较长，通常采用物化预处理 + 生化处理 + 深度处理回用，最终浓盐水经蒸发结晶达到零排放的处理要求。对于后端的深度处理，针对其废水水质复杂、盐分高的水质特性，较常用的处理方法为反渗透 RO工艺，但其废水回收率较低，一般为 60%左右。深度处理后的水送循环水系统补水或作为其他生产、生活用水。就常规的 RO 处理回用技术而言，其回收率相对较低，处理后浓盐水需处理量仍然很大，由于其水质经过浓缩后更为复杂，处理难度更大，从技术和投资运行各方面看，成为全厂废水零排放的关键，而对于末端产生的结晶杂盐，综合处置更为困难，成为困扰企业和地方政府的一大难题。

一、浓盐水特点

对于常规废水深度处理技术，从目前已经运行的工程实例来看，通常废水回收率不高，在 60%-70%，还有 30%-40%的浓盐水需要处理，处理量依然很大，煤化工浓盐水往往含盐量较高（通常溶解性总固体 TDS在 10000 mg/L 以上）、有机物浓度高化学需氧量COD 在 200 mg/L 以上，甚至更高，再进一步处理的技术难度较大，装置规模和投资运行成本也非常巨大，因此，通常是经进一步的膜浓缩处理，使浓盐水量大幅下降，减小末端蒸发结晶负荷，降低运行费用。该技术为煤化工浓盐水制取氯化钠和盐硝的技术，通过膜浓缩、物料分离、部分结晶、母液排除、制取结晶单盐来达到煤化工浓盐水分离的目的，目前该技术在新疆某化工企业应用试验。

二、煤化工浓盐水的处理技术

1、浓盐水的膜浓缩技术。相对于传统的加热浓缩，膜浓缩技术是利用有效成分与液体的分子量的不同，实现定向分离的，特制的膜只能允许期望的分子通过而进行分离，达到浓缩的目的，这是一种高效的纯化浓缩技术，又有低能耗、常温下进行、对产品影响小的优点。经膜浓缩技术后污水中的盐分提高了，可以达到 60000mg/L-80000mg/L。现代常用的工艺有高效反渗透技术膜浓缩工艺、纳滤膜浓缩工艺、正透膜浓缩工艺、震动膜浓缩工艺等，随着科技的发展和材料研究的进步，膜浓缩技术已经比较成熟，广泛应用到各个领域的工业处理中。纳滤膜浓缩工艺压力低、能耗也低，可以降低反渗透膜的脱盐负荷，在一定程度上提高了脱盐率，但是该技术应用到煤化工浓盐水的处理上有效性还有待考量；HRRO技术由于其低碱度、高PH值的特性能够很好的解决膜系统有机物污染、生物污染、硅结构的问题，广泛应用到电力部门、炼油公司以及化石、化工行业。正渗透工艺是近几年发展起来的工艺，它利用渗透液浓度的高低造成的压力差使化学分子产生定向流动，这一过程无污染且具有较高的水回收率，回收率可以达到90%，通过合适的添加液对浓盐水进行再浓缩，盐析出后便可实现零排放，国内电厂中脱硫除尘上应用比较广泛，煤化工废水处理应用尚少。膜震动浓缩工艺，顾名思义就是通过高频震动来实现分子的分离，能够有效防止表面结晶，脱盐率也可以达到40%-60%。在实践生产中检验效果，现代科技的发展可以让我们高效、无污染的达到我们想要的结果。

2、浓盐水的蒸发技术。概括的说浓盐水的蒸发一般分为自然蒸发和非自然蒸发。自然蒸发一般在我国西北部应用比较广泛，气候干燥，降雨量偏少等自然因素便利了浓盐水的自然蒸发，因此西部的一些煤化工企业为节省资金会选择自然蒸发的方式，只要建立蒸发塘以及沟渠基本就可以实现这项技术，但是蒸发塘并不能完全实现零污染和零排放，同时还会带来一些安全隐患，若防渗不当，会导致地下水遭到污染；蒸发塘以及堤坝也存在着溃坝的风险，一旦出现事故将会对周围环境造成极大的危害，甚至威胁周围的居民和工人，因此现在很多企业为响应国家号召已经逐步淘汰自然蒸发。非自然蒸发就是要通过外力对浓盐液进行压缩蒸发，或机械施压或高温加热蒸发。机械蒸发一般通过样液的汽化、液化等物理变化来实现能量的交换和传递，给浓盐液施加热能促进其蒸发。不过用机械压缩技术是要以能耗为代价的，要么用电要么烧煤，但是不管怎样获取热量，能量是守恒的，相比于自然蒸发，非自然蒸发就要以付出热量为代价进行浓盐水的蒸发，在经济性上与自然蒸发不可比。除此之外还有其他的蒸发技术，如电渗析技术、焚烧技术、多效蒸发等，不同的地理环境和企业类型根据实际情况选择不同的工艺方案，但是都要按照规章制度来操作，使结晶盐达到标准再进行处理。

3、结晶盐的处置。蒸发结晶盐的主要成分是钠、钾氯化物，有机物和少量的重金属，煤化工的结晶盐生产量大，极易溶于水，并且不容易固化，若不采取相应的措施进行固化处理，会造成二次污染。对结晶盐的处理需要通过固化预处理后进行填埋，当前采用的固化处理技术包括有水泥固化、凝硬性材料固化、大型包胶、热固性微包胶、热塑性微包胶和玻璃固化等。煤化工浓盐水中含有机物和盐化合物，含盐量高达10000-100000mg/L，COD为500-5000mg/L，含有钠、钾、钙、铝、镁、猛、氯、硝酸根、亚硝酸根以及硫酸根等离子，其中钠离子的浓度高达10000-60000mg/L，氯离子浓度可达到10000 - 50000mg / L，硫酸根浓度为 5000 -20000mg/L。这些离子若被直接排放到河流、土壤中会发生化学反应，生成硫酸等有害化学物质，腐蚀土壤、污染河流，因此需要固化处理。不少研究人员致力于煤化工结晶盐的处理，在实践中了解到玻璃固化技术对于结晶盐固化预处理具有良好的效果，容纳盐量大、耐硫酸盐腐蚀性能强、固化效果佳等优点，以往由于技术限制和材料限制，玻璃固化技术由于技术复杂，设备材料要求高、成本高，而未能得到广泛应用和发展，随着科学技术的发展，这些已经不再成为困扰人们的问题，先进的技术设备和材料可以满足玻璃固化的要求，因此得到广泛应用。煤化工浓盐水高COD、高钠、高氯化物、高硫酸根的特点，势必会对蒸发结晶造成困难，在材料设备上就要选择耐腐蚀的高性能材料，可见结晶盐作为危险物处理价格是非常昂贵的，既能妥善的处理浓盐水和结晶盐又能降低成本一直以来都是企业和研究人员的追求。无论采取何种技术、何种结晶盐固化方式对其进行预处理，都要避免处理后结晶盐淋溶，进行填埋时的固化效果，还要防止防渗措施老化造成填埋盐泄露对环境造成危害。鉴于煤化工结晶盐处理难度大、费用高以及考虑对环境的长期作用，致力于结晶盐的稳定化、无害化和资源化利用研究是社会更加迫切的要求。若能将浓盐水中的腐蚀性离子分离出来，合成新的无害化学物质并能加以利用，使最后的结晶盐固体不再有腐蚀性有机物等，会方便其后续处理和填埋。

参考文献：

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