淺談煤化工廢水分鹽處理的工藝路線

杜婧

【摘 要】煤化工在工業生產中所提供的能源支持是巨大的，但是一直以來存在于其中的廢水處理問題尚未得到很好的解決，尤其是在現代綠色發展理念的指導下，對煤化工產生的含鹽廢水處理是首先需要重視并予以解決的重大問題。本文基于對煤化工廢水的來源、特性以及當前關于低濃度和高濃度含鹽廢水的處理技術工藝的簡單分析并對其當前煤化工含鹽廢水處理提出一些建議。

【關鍵詞】煤化工廢水；分鹽處理；工藝

一、煤化工廢水的來源及其特性分析

煤化工是指通過對煤炭進行氣化、液化或者其他技術手段實現對煤炭資源的清潔利用，但是在此過程中需要使用大量的水資源，容易產生水資源污染。此外，現代煤化工項目的設計及布局普遍存在著注重當下經濟效益而忽視長遠的環境保護問題，對生態環境的污染和破壞時常發生，尤其是廢水的處理一旦出現不理想的局面勢必會導致對土壤、地下水等造成嚴重的污染。

根據當前煤化工的廢水性質劃分，主要為工藝廢水和含鹽廢水，其中含鹽廢水又可分為高濃度（重污染）含鹽廢水和低濃度（輕污染）含鹽廢水兩類。所謂工藝廢水是指在煤化工生產過程中產生的廢水，主要是基于煤化工工藝技術和環節來進行的劃分，有氣化廢水、凈化廢水、甲醇合成廢水等。工藝廢水的主要污染物成分和種類相對復雜，大多與某一類工藝技術及其處理過程中使用的催化劑等具有較大的關聯，如酚、氨氮、焦油、芳烴等廢水中化合物的產生。

所謂含鹽廢水是指在煤化工生產過程中所產生的廢水中含有大量的鹽分，這類廢水量在整個煤化工生產過程中的占比非常大，其主要來源于煤化工生產過程中所添加的催化劑、萃取劑以及在給水系統和處理水系統中所添加的廢水處理類的化學藥劑。含鹽廢水的產生量大，具有較大的重復利用的空間，而且不作處理地將此類廢水進行排放對土地與水資源會造成二次危害。

二、煤化工廢水分鹽處理的技術工藝

煤化工產生的高濃度含鹽廢水的含鹽量高且有機物的濃度較高，其處理的技術要求較高難度較大，常規的處理技術工藝需要投入的資金成本較大，因此在技術革新的基礎上，當前廣泛采用的是膜濃縮技術、蒸發技術和電滲析技術。

（1）膜濃縮技術。所謂膜濃縮技術指利用鹽分子與其他有效成分及液體的分子量的不同實現的一種定向分離和濃縮，相對于傳統的分鹽處理其具有能耗小、操作簡單的優勢。當前常用的工藝有HERO高效反滲透技術膜濃縮工藝、震動膜濃縮工藝、正滲透技術等。第一，所謂HERO技術是一種利用反滲透技術的特殊分鹽處理工藝，是指在高pH值、低堿度、零硬度等條件下使有機物保持在一種特殊的溶解狀態下的低存活率與難吸附的特點來實現對廢水中含鹽化合物的分離，而且該技術的使用可以有效避免在廢水處理過程中產生的二次污染并極大地提高廢水回收利用的效率，該技術字國外的整體使用較多，國內目前只有少數幾個煤化工企業采用。第二，所謂震動膜濃縮技術是指通過機械震動實現在過濾膜表面將不同質量成分的含鹽化合物或有機物與液態水進行一種分離的技術，該分離技術是一種“動態”的分離，可以有效地避免其他“靜態”分離技術使用過程中發生的沉淀物堵塞等問題，而且該技術的應用可以有效減少濃縮膜的清洗與更換速度，對于降低成本具有非常良好的效果。第三，正滲透技術時利用滲透膜兩側滲透壓力差來驅使水分子由高勢能一方向低勢能一方運動，在半透膜上將各類溶質分子進行隔離，對于隔離出的濃鹽水可以進行二次的析出使得鹽以結晶分子的形式析出，最終實現廢水的零污染排放。

（2）蒸發技術。煤化工含鹽廢水的蒸發技術就是指利用蒸發的工作原理來將含鹽廢水中的水分子蒸發結晶出來，從而實現廢水的凈化處理目的，當前含鹽廢水的蒸發處理技術主要包括自然蒸發與機械壓縮蒸發兩種。第一，自然蒸發就是在自然條件下對含鹽廢水進行蒸發處理，要想實現自然蒸發必須要保證有足夠的蒸發場地與適宜的氣候條件，一旦氣候條件不允許勢必不能達到蒸發水的目的，就目前我國的地理與氣候條件分布狀況來看，只有西北地區具備自然蒸發的條件，南方多雨季必然不能進行自然蒸發。第二，機械壓縮蒸發技術是利用物質狀態轉化過程中吸收和釋放的能量來進行的機械壓縮處理廢水，因此，在最優狀態下進行機械壓縮蒸發所需要的能量供應可以由蒸發出的廢水在液化過程中所釋放的能量進行供應，但是能量轉化中的損耗是不可避免的，電能的使用是其基本保障。

（3）電滲析技術。所謂電滲析技術是指在電化學和滲析擴散過程中利用離子交換膜的選擇透過性來從待處理的含鹽廢水中將有機物與化合物進行脫除，該技術的使用可以進一步將高濃度含鹽廢水濃縮，使其中可回收利用的“清潔水”的含量進一步降低，實現對煤化工廢水的凈化處理。但是，相對于膜濃縮處理技術而言，電滲析技術在對廢水的處理過程中需要使用到大量的電力資源，其能耗水平相對較高。

三、煤化工含鹽廢水處理的建議

無論對廢水的處理技術工藝多么發達，現實條件下尚不足以達到“零污染”的排放標準，一旦有含鹽廢水的產生，其處理和排放過程中對資源的浪費和環境的污染都難以避免，因此，筆者認為應該從以下幾個方面著手來減少含鹽廢水的產生極其對環境可能造成的危險。

（1）從源頭控制含鹽廢水的產生和排放。煤化工過程中含鹽廢水的產生大多是由煤炭的品質、原水水質與催化劑等化學藥劑的使用所決定的，不符合技術條件要求的煤種和不成熟的煤化工工藝會在煤炭資源的利用過程中產生大量的污染，不僅僅是產生難以處理的含鹽廢水，同時還會產生廢氣、粉塵等對生態環境造成破壞。因此，要從源頭上進行控制，制定科學合理的煤化工處理技術工藝，嚴格選擇符合生產條件的煤種，避免在生產過程中出現污染，同時要在清潔生產技術工藝改造上有所創新。

（2）加大煤化工含鹽廢水處理技術工藝的研發和推廣。就當前煤化工行業的污染處理整體形勢來看，無論是廢水處理還是廢氣、粉塵等污染物處理的技術水平條件還十分低下，因此，必須要加大在污染處理技術上的研發和推廣力度。從煤化工含鹽廢水的分鹽處理技術來看，許多先進的技術已經在國外同等條件下的企業內取得了不錯的效果，這是可以進行借鑒和學習的。同時，基于我國不同地理條件下的煤化工發展所面臨的環境因素的不同，應該在資金和政策上對此類污染物處理機構、組織或個人進行必要的扶持。

（3）嚴格監督實施煤化工企業的廢水等污染處理情況。技術條件可以在一定程度上實現分鹽處理，達到降低污染排放的目的，但在企業經濟效益等因素的影響下，會存在污染處理敷衍或不作處理直接排放的情況，因此加強監督是保障。

【參考文獻】

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[2]梁睿、崔粲粲等.《我國現代煤化工項目廢水處理的誤區和建議》.化工環保.2016年第04期

[3]王彥飛、楊靜等.《煤化工高濃度鹽廢水蒸發處理工藝進展》.無機鹽工業.2017年01月endprint