煤化工废水处理零排放存在的问题及对策

煤化工废水处理零排放存在的问题及对策

任朝起

贵州盘江电投天能焦化有限公司  贵州省盘州市   553531

摘要：对煤化工废水进行零排放处理，不仅符合国家绿色环保的要求，也符合企业可持续发展的要求。因此，煤化工企业需要加大对零排放技术的研究力度，根据实际情况优化零排放技术，从而改善技术应用现状、提高技术应用效果。

关键词：煤化工；废水处理；零排放

引言

煤化工是使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程，是实现煤炭资源清洁利用的重要手段。“零排放”，是指无限地减少污染物和能源排放直至为零的活动。废水零排放是指将含有大量无机盐和有机污染物的工业水处理达到99%以上回收再利用，污染物则被浓缩至固态或结晶的形式作进一步处理的技术。近几年，在我国现行的政策背景下，强制规定必须实行废水零排放技术，尤其在我国煤化工生产中，必须坚持以人为本的发展理念，以环境为基础的宗旨，采用有效的废水零排放处理技术，以降低对环境产生的污染。然而，零排放的难度是有目共睹的，因此对现有煤化工废水“零排放”技术进行分析，总结出不同情况下的技术选择应用，为大规模的推广零排放保驾护航，就显得尤为重要。

1配套污水处理场简介

　该项目地处淮河流域，环境影响敏感，环评及批复要求本项目污水全部回用不得外排。主要工艺单元有煤气化、变换、低温甲醇洗、硫磺回收、甲醇制烯烃（ＭＴＯ）、聚丙烯（ＰＰ）、聚乙烯（ＰＥ）等装置，配套公用工程单元有净水场、循环水场、动力站、化水站、凝结水回收单元、配套罐区、火炬等设施。处理的废水主要为煤气化废水、煤制烯烃排水及下游化工装置，公用工程单元排水。总体设计阶段废水近零排放技术方案采用蒸发结晶产混盐方案，２０１４年基础设计审查时，业主首次提出废水分盐近零排放思路，减少混盐作为固体废物外排量，处理后废水全部回用至循环水场或化水站，蒸发结晶产出硫酸钠、氯化钠资源化利用，少量杂盐外运。当时国内废水近零排放分盐技术尚处在一个起步阶段，国外此类技术需求较少，市场上缺少成熟技术，煤化工废水直接分盐近零排放缺少成熟的工业化应用案例，部分新建和在运煤化工企业刚刚开始关注废水近零排放分盐技术路线。２０１７年底决定立足自主研发，组建了“十条龙科研攻关”课题组，在ＳＥＩ提出的工艺流程基础上共同开发煤化工废水近零排放分盐技术，最终形成中石化自有知识产权工艺包，并在中安项目配套污水处理场实现近零排放分盐技术的工业化应用。

2废水零排放工艺实施过程中存在问题

在实施废水零排放工艺时也存在诸多问题：第一，在利用物化+生化+BAF工艺对有机废水进行处理后，双膜回用系统会自动整合出水与含盐废水。如果在回用系统当中应用一级反渗透就会产生大量的浓水，且很难利用反渗透的浓缩倍数计算出水的水质特征。第二，如果在系统中，利用二级反渗透控制浓水的产生量就会对反渗透膜造成污染。第三，对浓盐水进行二次回收利用可有效降低浓盐水的质量浓度，所以很多煤化工企业都在研究蒸发结晶技术。但当前常用的多效型蒸发结晶技术对能源的需求量较大，例如固态蒸发结晶的能耗已经超出了企业的可承受范围。因此，很多企业开始利用蒸发塘这种技术进行浓盐水的处理，但是这种技术也存在有机物渗漏等问题，无法真正实现零排放。

3零排放技术在煤化工污水处理中的应用思考

3.1煤化行业废水零排放应用思路

煤化工行业废水达到零排放需要从两个方面进行：1）通过节水来提高对水资源的利用。通过减少水资源的使用以及将污水和废水加工处理后进行重复利用未达到节约水资源的目的。2）采用污水处理技术。将浓度超标的废水采用不同的工艺处理后加工为浓缩液并存放在固定的区域，避免排放到周边居民生活区或者生态环境中。例如高盐废水，经过浓缩处理后成为固体或者浓缩液,不再以废水的形式进行排放，达到零排放。

3.2设置第二水源

煤化工企业的用水量较大，所以企业不仅需要应用自来水，也需要灵活应用矿井水、地下水以及废水等水资源，实现水资源的循环利用。例如，煤化工企业可以对厂址附近的矿井水资源开发技术进行深入研究。矿井水资源的体量较大，且水资源的清洁度比较高，所以煤化工企业可以尝试开发高矿化度矿井水、高铁锰矿井水与高浊度矿井水，并将不同的矿井水整合在一起，为煤化工生产提供更多的水资源。同时，煤矿企业应利用先进的技术手段将矿井水转变为符合要求的煤化工用水，增强第二水源供给的稳定性，例如：超磁分离技术、重介速沉技术以及常规处理技术可以对矿井水进行全面的净化处理。此外，也可以利用预处理、脱盐浓缩和蒸发结晶技术对高矿化度矿井水进行处理。在预处理过程中，应利用混凝沉淀与软化工艺对矿井水进行处理；在脱盐浓缩过程中，需要利用膜过滤以及加热蒸发浓缩技术对矿井水进行处理；在蒸发结晶过程中，应利用机械蒸汽压缩技术对矿井水进行处理。此外，煤化工企业应加大对先进技术的研究力度，提高处理矿井水中的铁、锰等元素的能力。

3.3膜浓缩系统工艺

膜浓缩是一种改革传统工艺实现高效纯化浓缩的技术，主要是最大限度浓缩高盐废水，从而减少系统的投资和运行费用。目前国内运行零排放项目TDS大多在3×10-4mg/L～10×10-4mg/L居多，采用主要工艺包括普通反渗透RO+海水反渗透RO或高效反渗透。TDS浓缩到多少进入蒸发系统取决于采用的工艺和水质。随着技术发展，电渗析、高压反渗透以及正渗透等是主要技术方向，各种膜浓缩技术数据特性见下页表1。由表1可知，浓缩程度越高，本阶段对应工艺设备投资与运行费用也越高。不同浓缩工艺对进水最佳适用范围不同，要根据实际的水质指标及经济性进行工艺选择。高压反渗透以静压差为推动力将水通过膜使原溶液得到浓缩，而电渗析技术利用离子交换和直流电场，从而使水淡化过程。普通RO和海水RO已经较成熟，关键点是最终浓缩工序的选择。电渗析浓缩的浓度比DTRO更高，前面可以不通过海水RO浓缩直接进入电渗析，且技术更耐钙、镁、硅等污染，对于后续蒸发系统是一种很好保护，而DTRO装置建设简单、易操作，连续运行稳定性强，除盐率高。此外，纳滤也是一种适用于工业软化水处理的压力驱动型膜分离技术，纳滤对硫酸根、钙镁离子脱除率稳定在95%以上。纳滤膜另一特点是可以截留有机物，产水侧有机物含量极低。

结束语

综上所述，在处理煤化工废水时需要采取源头处理措施，对煤化工废水进行高效控制，以减少企业废水排放，帮助环保部门进行处理。煤化工废水中有机物的浓度和含量不同，因此必须根据废水特点采取相应处理措施。对于煤化工废水，实施资源化处理和回收，不仅可以提高废水的回收效率，还可以增加煤化工装置的经济效益，具有很高的应用价值。

参考文献

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