煤化工废水近零排放技术难点解析

煤化工
废水处理零排放项目对煤化工项目的实施意义重大，是煤化工项目可持续发展的关键，目前神华新疆化工分公司煤化工零排放项目已经实施，经过不断的实践探索，煤化工废水零排放技术必定不断进步走向成熟。鉴于此，本文对煤化工废水“近零排放”技术难点及措施进行了分析探讨，仅供参考。
1煤化工废水“近零排放”处理技术现状
目前，该领域已基本确立“预处理—生化处理—深度处理—高盐水处理”实现“近零排放”的技术路线。但是，最终产生的结晶盐仍然含有多种无机盐和大量有机物。从加强
环境保护的角度出发，煤化工高盐水产生的杂盐被暂定为危险废物。
煤化工高盐水盐离子成分复杂，同时还含有高浓度的有机物，这两点是造成煤化工废水“近零排放”最终产生杂盐被暂定为危险废物的主要原因。目前，国内外尚无煤化工高盐水资源化利用工程示范，虽然阶段性的试验研究通过“膜分离—蒸发结晶”分质分盐可实现氯化钠、硫酸钠等结晶盐的分离，但结晶盐中仍含有《国家危险废物名录》中列出的有机物成分，如长链烃类、杂环类物质、酯类和多环芳烃等，结晶盐性质尚无法界定。
另外，分离出来的工业盐在企业所在区域缺乏销路，必须外运销售，以实现资源化利用，而绝大部分煤化工企业的地理位置导致了高额运输成本的现实情况。可见，在考虑目前煤化工“近零排放”处理技术完善的同时，还需要降低投资费用、因地制宜地执行煤化工“近零排放”处理技术。
2煤化工废水“近零排放”技术要点
2.1浓盐水处理
在反渗透处理环节中，浓盐水的组成中除了盐以外，还有其他组分，且相对复杂，包括：各种无机物、有机物、不同处理阶段的化学元素、阻止结垢溶剂、酸性物质以及不同环节的反应物质等。只有将浓盐水处理环节的工作做好，才能保证零排放指标的实现。
在这一处理中，国内很多公司采用其对煤堆以及灰渣进行喷洒，但是目前这些灰场和渣场基本都是封闭式，用水量较少。同时，由于氯离子在水中的含量较高，在对煤喷洒以后，煤在燃烧的时候很容易对设备造成腐蚀，对灰场喷洒以后则会形成再次污染，导致灰渣可再利用的效率降低。
基于以上原因，喷洒技术已经不再被大规模使用。如果将浓盐水进行直接蒸发处理，则会导致大量能源的浪费，经济性不强。现阶段通常采用预处理和膜浓缩相结合的处理办法，首先把浓盐水浓缩，然后最大限度的提高其中的盐分含量，使蒸发设备的规模减小，以便降低能源和资金消耗量。
膜系统运行过程中的主要影响因素是胶体、悬浮物以及结构物质。合理控制他们的含量能够使回收率有效提高的同时，保证系统的正常工作。可以采用砂滤、超滤等方法除去胶体和悬浮物，只有将水中的污垢离子完全脱去才能使其成为可以再次利用的水资源。去除办法普遍选择石灰-纯碱软化技术。
为了降低碳酸盐的硬度，可以将熟石灰放入浓盐水中，也可以加入一定量的纯碱。这种办法除了去掉水中的离子以外，还能够使二氧化硅和有机物的含量降低。
2.2有机废水处理
有机废水通常采用物化处理、生化处理和深度处理三环节处理。
（1）物化处理段。物化处理段主要包括隔油池、气浮池和混凝沉淀池三部分，隔油池主要用于废水中大部分油类的去除；气浮池主要用于密度较小的油类和悬浮物的去除；混凝沉淀池主要用于悬浮物和胶体的去除。
（2）生化处理段。生化处理段通常包括缺氧-好氧脱氮工艺、厌氧-缺氧-好氧工艺、序批式活性污泥法、氧化沟工艺和生物移动床反应器几部分。缺氧-好氧脱氮工艺和厌氧-缺氧-好氧工艺通过厌氧和好氧的交替转换去除有机物和氮类化合物。序批式活性污泥法可实现厌氧和好氧的交替进行，以去除有机物和氮类化合物。氧化沟工艺包括好氧和厌氧区域，从而达到硝化和反硝化的目的。生物移动床反应器兼具生物滤池与流化床的优点，通过生物膜完成硝化和反硝化，从而实现脱氮的目的。
（3）深度处理段。深度处理通常有臭氧氧化，化学氧化、曝气生物滤池和活性炭吸附。其中臭氧和化学氧化的主要目的是提高废水的可生化性。曝气生物滤池的目的是将COD和氨氮去除。活性炭主要确保出水的稳定性，避免出水水质波动冲击后续膜处理。
2.3含盐废水处理
为了使膜的使用时间有所延长，技术人员不断地研究新型分离技术，同时改善膜的生产工艺，随着新型膜技术的普及，其价格有着不同程度的降低，而且使用范围不断拓展。现阶段，煤化工的含盐废水有两种处理工艺，分别为预处理和双膜法工艺，超滤和反渗透工艺。预处理通常为絮凝沉淀和过滤工艺，处理的意义在于脱掉废水中存在的SS，为双膜处理工作提供了基本的保证。
作为废水排放的主要工艺技术，双膜法已经广泛应用于循环排污水和化学水站排水的操作中，并且在电厂以及化工厂和石化单位也有较多的应用。但是，在操作中，应该注意，COD在高分子膜中不能含量过高，应该认真把握反渗透膜中的进水COD数值。
一旦COD的浓度大于60mg/L，连续运行数小时或者数天，则会造成污垢的难于冲洗，影响膜的各项性能，最终无法正常使用。同时，也要限制BOD和氨元素的浓度。一旦浓度过大，将会导致微生物的含量增加，分析以往的操作经验数据发现，COD和氨氮元素在含盐废水中的含量大于80mg/L和15mg/L时，需要在处理中进行生化处理，以去除氨氮元素和COD，为膜处理工作提供全面的准备。
2.4高浓度盐水固化处理
2.4.1自然蒸发
自然蒸发就是在适当的外界温度、湿度和光照的条件下，采用建设蒸发塘的方法，使浓度较高的盐水不断蒸发，结晶以后填埋。我国目前掌握的蒸发塘的研究数据和资料还很少，无法从中分析出规律，但是从正在运行的若干蒸发塘的工作状况来看，其运行效果不是很好，对于浓度较高的盐水不能实现有效蒸发。面积尺寸以及体积数值偏小，随着对蒸发塘的不断扩建，已经转变为
污水处理中心。
2.4.2机械蒸发
这类工艺总体上包含三类，分别为：蒸气压缩工艺、多效蒸发工艺、多效闪蒸工艺。第一类工艺的耗能最少，是今后蒸发工艺的主要发展方向。综上所述，随着我国工业的不断进步和发展，用水量逐渐加大，不仅会造成水资源的紧张，还会形成不同程度的污染，使水资源的状况更加恶化，从经济和环境的角度出发，做好水资源的治理工作至关重要。技术人员要结合我国现阶段的实际状况，合理选用治理技术，在国家政策的保护下，实现废水的零排放。
3存在问题的解决方案
3.1水源保障，开辟煤化工处理的第二水源
煤炭基地中，除自来水外，自然降水、矿井废水、以及地下水都可作为可利用水源，利用循环使用的原理，对水循环利用进行深层次发掘，修建地下水库，满足煤化工企业的供应需求。可以利用矿井废水补充煤化工用水的不足，落实煤化工企业充足的水源保障。
3.2进一步分析有机废水、含盐废水以及一级反渗透浓盐水的水质成分对生化处理和有机废水预处理的出水水质，进行增项分析，增加毒物、易挥发、有色物质、难降解物质的定性和定量分析。进一步分析煤化工废水中含盐废水中TDS的组成成分和膜污堵物的组成成分。定性定量分析反渗透浓盐水的水质特征。根据污染物分析结果有针对性的改进废水处理工艺，提高废水处理水平。
3.3延长废水零排放理念的建立
（1）针对二级反渗透膜钙、镁、硅等离子污染反渗透膜且脱硅难的问题，进行一级反渗透浓水中硅离子的化学特性，并进行钙、镁、硅的高效脱离技术。对在用的二级反渗透工艺进行优化，设计高效、经济、稳定的新型高盐水反渗透回用工艺。（2）以高级氧化技术为依托，研发相应的废水净化技术和净化设备，高效去除反渗透高浓盐水中的难降解有机物，对反渗透浓水机械蒸发中的易挥发物质进行有效控制。（3）对现有浓盐水蒸发塘耗能大、成本高、占地面积广等问题，研发新型的高效节能浓盐水蒸发设备+蒸发塘联合技术，实现反渗透高浓盐水的高效处理和资源化再利用。（4）针对二次污染问题。从企业、园区和区域三个层次做好水资源利用和废水处理，建立公共事故水系统，发挥公共优势，分担企业风险，降低二次污染的风险。
3.4加强对技术的应用
（1）预处理技术：酚氨回收需进一步研发更高效的萃取剂，从而提高工艺运行稳定性，保证出水总酚、COD、氨氮含量分别小于600mg/L、3500mg/L、200mg/L。气浮应采用可以防止难降解中间产物产生的工艺，从而有效降低废水发泡及难降解中间产物的产生。
（2）多级生化处理技术：厌氧工艺需采用高回流比人工基质，降低废水毒性、提高废水可生化性、降低难降解有毒有机物氧化的作用。多级好氧工艺需要采用能够提高生物量的好氧工艺，达到去除废水中大部分有机物、酚类化合物等污染物的作用，实现高效去除污染物同时有效脱氮。
（3）深度处理技术：需采用可进一步降低有机物浓度、废水色度以及悬浮物的工艺，达到进一步提高出水水质的作用。 （4）资源化技术：煤化工废水“近零排放”不再是衡量所有地区煤化工企业环境问题的唯一标准，根据地域水环境容量、地质特点、水资源情况采取不同的处置方式是未来煤化工废水处理的发展趋势。更多环保技术，请关注
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