【深度】煤化工综合废污水处理技术剖析和行业分析

  经脱氨氮和COD后的有机废水、循环排污水和化学水站排放的污水统称为含盐废水，主要特征是氨氮和COD含量低，但溶解性盐类含量较高，TDS值达500-5000mgL-1，并含有一定量的固体杂质。含盐废水经混凝沉降后即可排放，但若作为化工生产的回用水则需进行除盐处理。

  含盐废水的处理方法主要有膜分离法、离子交换法和蒸馏法等工艺。膜分离主要有超滤和反渗透，国内应用较多的是二者组合的双膜工艺。在废水进入双膜之前，除需进行絮凝沉淀或过滤除去悬浮固体，还要严控废水中COD含量，以防超滤膜和RO膜遭到破坏或污染。膜分离技术进行分子级过滤，在获得合格回用水的同时也会产生浓度更高的浓盐水。实际应用中，通过双膜后约65%左右的水可直接作为生产水回用，余下35%的浓盐水TDS值相比进水增大数倍，需进行进一步除盐处理。高效膜浓缩工艺及水软化技术的配合使用可大幅度的提升浓盐水的回收率，最高可达95%。

  当前处理高浓盐水的主要方法是蒸馏法，包括自然蒸发和机械蒸发，这种传统的方法对于处理高浓度盐水效果非常明显。自然蒸发是通过建设蒸发塘，利用太阳能将高浓盐水逐渐蒸发，结晶后填埋。工艺简单，运行的成本低，但占地面积过大，蒸发效率低，只能适合在土地廉价、阳光充足的地方应用。机械蒸发是通过外加能量，使高浓盐水在蒸发装置内加速蒸发，国内目前主要有蒸汽压缩蒸发工艺、多效蒸发工艺和多效闪蒸工艺，在已有的工程应用中运行尚可。

  煤气化废水净化处理后的黑水盐离子含量高，在高温条件下非常容易导致设备管线沉积或结垢堵塞，还会造成冲刷腐蚀和垢下腐蚀。水中Cl-积累到一定浓度后会逐渐对管道、气化设备内壁造成不可预测的破坏，所以煤气化污水循环利用导致设备管线和内壁腐蚀现象较严重。

  黑水中固体颗粒多为煤气化后的熔渣，平均粒径为20μm左右，可在黑水进入闪蒸罐之前进行混凝后过滤，如此可大幅度减小污水中固含量，为闪蒸系统减轻管道磨损，延长常规使用的寿命。中水回用进入激冷罐之前可设调节池，计量加入必要的化学药剂控制Cl-及易结垢离子的含量，来降低对气化设备内壁的腐蚀，生产实践表明控制Cl-含量在10-9 mgL-1内对防范晶间腐蚀有良好效果。

  煤化工综合废水需经过至少10道工艺才能处理至国家废水排放标准，需至少25道工艺才能处理至国家工业循环冷却水回用标准，工艺复杂，流程冗长，存在初始建设投资大、后期维护任务重、占地面积广等不利因素。

  煤化工综合废污水处理工艺中，有机废水在生化处理之前和含盐废水双膜处理之前均需进行隔油、气浮、沉淀或砂虑处理，目的是去除废水中固体颗粒物、油脂和各种胶状物等。工艺涉及的设备如平流沉淀池占地面积大，处理效率低，停滞时间至少需1-3h，不适合当今大部分化工厂对污水处理效率高、占地面积小和后期维护简单等要求，所以要一种高效分离设备代替物化预处理工段以简化工艺。图2-3为有机废水排放处理过程烛式过滤器代替原有隔油、气浮和沉淀等的工艺流程图，如图所示待处理的废水经过适合过滤精度的烛式过滤器，配合必要的絮凝剂，可有效除去废水中固体颗粒物和胶体等，达到预期要求。

  煤化工综合废污水处理技术虽然已经很成熟，但目前国内绝大部分化工厂排放的废水不能够达到国家标准要求，或未把废水净化处理回用作为企业解决污水问题的战略方向，这不但与煤化工废水净化处理投资高、能耗高直接相关，在某些特定的程度上也与当前有关政策息息相关。煤化工废水净化处理外排或回用费用远高于新鲜水价格和排污费，导致许多先进适用的废污水处理技术和设备没办法发挥应有的作用。

  相信在水资源短缺、水污染形势严峻和用水成本大幅度提高的形势下，更健全的法律和法规将会应运而生，所以从当前法律、经济和环保的发展形势看，综合废水排放或回用处理将是未来煤化工项目发展的重要组成部分。

  煤化工项目产生大量成分复杂的废水可进行分质处理，煤气化黑水一般经过简易地处理后作为中水回用，有机废水净化处理的最大的目的是除去COD和氨氮类物质，含盐废污水处理旨在除去废水中的溶解性盐类。我国煤化工项目分部较广，各地区厂家可根据当地水资源情况选择废水净化处理后排放或者循环回用。

  污水水处理技术和设备的发展已很成熟，但仍存在不合理的地方，在煤化工废水净化处理的研究方面，科研人员可借鉴诸如烛式过滤器、高级氧化法等在其它水处理领域应用的成功经验，以便研究出处理效果更好的工艺。除此之外，在更健全的法律和法规的配合下，已有煤化工废污水处理技术和设备发挥作用，同时鼓励和支持水处理新技术探讨研究，争取实现在低成本、低能耗的条件下完成煤化工综合废水的处理。

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