煤化工高濃鹽廢水蒸發處理工藝進展

周洪澤

摘 要：從整個煤化工廢水處理工藝的宏觀方面考慮，高濃鹽廢水的處理是決定廢水“零排放”的關鍵一環，而能耗、資源循環、變廢為寶及生產經濟性的聯系和矛盾更是在這一環節有集中體現。抓住煤化工高濃鹽廢水處理的問題和不足進行優化和改善，對于整個煤化工行業乃至工業發展都具有重要意義。相信隨著工業技術的進步，實現廢水“零排放”指日可待。

關鍵詞：煤化工；高濃鹽水：工業廢水處理

1 高鹽水的來源與特點

1.1 高鹽水來源

現代煤化工高鹽水中的鹽分主要來自于循環水、除鹽水制備環節帶入和濃縮的，以及工業廢水處理與再利用過程中添加的各種藥劑和產生的濃鹽水。據現有項目分析，一個煤化工項目補充新鮮水（以黃河為水源）帶入的鹽量超過整個系統鹽量的1/2以上，其次是生產過程和水系統添加化學藥劑產生的鹽量，占總鹽量的1/3以上。

1.2 煤化工廢水的特點

1.2.1 焦化廢水

焦化廢水的特點是含酚高，NH3-N高。同時煤焦化廢水含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環化合物和聯苯、萘等多環芳香化合物（PAHs）。

1.2.2 煤氣化廢水

煤氣化廢水的特點是污染物濃度高，酚類、油及氨氮濃度高，生化有毒及抑制性物質多，在生化處理過程中難以實現有機污染物的完全降解。煤氣化廢水的另一特點是廢水水質因各企業使用的原煤成分及氣化工藝的不同而差異較大。

1.2.3 煤液化廢水

煤液化廢水按來源可分為直接液化與間接液化過程中產生的廢水，主要包括高濃度含酚廢水和低濃度含油廢水。低濃度含油污水的特征是水油含量較高，有機物含量少，以神華煤直接液化項目含油廢水為例，其水質為：COD500mg/L，揮發酚30mg/L，氨氮30mg/L，油500mg/L。高濃度含酚污水特點是含油量低，懸浮物濃度低，COD的質量濃度很高，可達9000～10000mg/L，已經超出了一般生物處理的極限；含鹽量少，陰、陽離子的組成與新鮮水相似，硫化物的質量濃度約為50mg/L。揮發酚的質量濃度約為50mg/L。

2 煤化工高濃鹽廢水處理方法

2.1 自然蒸發

自然蒸發是指將濃鹽廢水排入蒸發塘中利用太陽能將廢液蒸干，水分及具有揮發性的有機物轉為氣相，最終得到鹽渣的工藝方法。蒸發塘從制鹽行業中的日曬鹽田演變過來，具有能耗低、操作簡單、使用壽命長等優點，在煤化工高濃廢水處理工藝中有突出表現。神華煤直接液化項目和內蒙古阿拉左旗某工業園區均采用蒸發塘濃縮高濃鹽廢水，后者濃鹽水處理成本約為0.37元/t。然而，由于蒸發塘自然蒸發工藝缺少系統的設計規范和綜合管理，設計夸大了廢水的蒸發速率，廢水進大于出從而使蒸發塘逐漸轉變為廢水池。

2.2 高濃度含鹽廢水處理技術

高濃度含鹽廢水主要是指廢水深度處理及回用系統的濃水，一般采用“預處理+膜濃縮”處理工藝。膜濃縮主要以反滲透為核心，將高鹽水進一步濃縮，以減小后續蒸發器的規模，減少投資以及節約能源。根據實際運行經驗，濃鹽水膜濃縮產生的高濃鹽水質量濃度以50000～80000mg/L為宜，水量占總排水量的5%左右。濃度過低，會增加后續高濃鹽水固化處理投資和運行成本；反之，則會造成濃鹽水膜濃縮工段本身投資和運行成本升高。

3 煤化工高鹽廢水處理前景及建議

3.1 細化廢水分類，各個擊破

煤化工廢水包括生產和生活廢水兩部分，廢水中有機物、無機鹽及微生物含量隨著廢水來源不同而有顯著差異，若將生產廠區內廢水混合處理勢必會增大廢水處理難度和負荷。綜合性的廢水處理系統應建立針對不同種類廢水的處理模塊，對細化后的廢水進行分類、分批處理，提高廢水處理效率。而各類廢水處理單元采用分級處理的方式，利用廢水實時監測手段，為避免廢水處理系統因廢水流量及組成波動而產生停滯或癱瘓提供保障。

3.2 建立綜合性煤化工廢水處理系統

煤化工廢水處理工藝技術繁雜、工藝流程長、操作銜接緊密，有一單元操作出現波動和異常都會產生牽一發而動全身的效果，從而影響后序工藝效率。此外，生產中廢水流量波動較大，直接影響工藝穩定性。煤化工廢水處理工藝綜合性強，涉及化工、微生物、環境、水處理等多個工程領域，設備占地面積大，投資與運行成本巨大，一般中小型企業難以承擔和維持。

4 結束語

現代煤化工行業的發展離不開廢水處理和處置，應從工藝選擇、設計優化、新技術應用等方面著手，盡量從源頭進行污染物削減，減輕廢水處理負擔；對煤化工廢水處理進行“大水管理”，提高企業運行人員管理水平，從粗放方式向精細化管理轉變；針對高鹽廢水的最終去向，應積極尋找資源化的出路，同時研究煤化工高濃鹽水提純的結晶鹽作為副產品使用的相應產品標準和可能的環境風險，并提出具體的污染控制要求。

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