現代煤化工含鹽廢水處理技術進展及對策建議

張鑫旭

摘 要：現代煤化工項目主要以坑口布局為主，集中分布在西部和北部地區，由于這些地區水資源承載力有限，對煤化工項目的水資源利用和廢水處理技術提出了嚴格的要求。煤化工氣化技術不同水質差異較大，其廢水處理也不同。

關鍵詞：煤化工含鹽廢水處理技術；對策建議

我國的煤化工項目目前主要分布在西北等煤炭資源相對豐富的地區，新型煤化工企業規模及耗水量巨大，煤轉化新鮮水耗一般在2.5 t/t 以上。煤化工廢水是典型的含有難降解有機化合物的生產廢水煤化工廢水中難降解有機化合物主要是吡啶、聯苯、咔唑、三聯苯等；易降解有機化合物主要是苯類、酚類化合物，比如有吡咯、呋喃、萘、瞇唑等。

1 現狀

近年來，國內外研究者不斷提出新的方法和技術用于處理煤化工廢水，但各有利弊。一是普通活性污泥工藝難以承受如此高濃度的難降解物質，即使在短時間內取得較高的COD去除率，但出水中難降解有機物含量依然較高、脫氮效率很低。二是生物膜法能夠較好地保持污泥量，但COD去除效率低，負荷低，難以處理大流量煤化工廢水。當煤化工廢水中難降解污染物或有機氮含量較高時，單純生物處理工藝將難以穩定達標，采用物化處理工藝能夠減少廢水中難降解有機物的含量和改善廢水可生化性，減輕生物工藝的處理負荷，為廢水達標排放或回用奠定良好的基礎條件。

2 煤化工含鹽廢水處理技術

1.脫鹽深度處理與回用煤氣化廢水中除了氨氮、有機物之外，還含有一定量的無機鹽。傳統的深度處理工藝（混凝、高級氧化等）對于無機鹽沒有去除作用，產水直接回用會造成無機鹽在系統中的累積，對設備造成損害。因此，一般采用脫鹽技術進行深度處理，才能滿足工業循環冷卻水回用要求。而最大限度地提高水回收率，減少濃水排放量，實現近零排放，是脫鹽深度處理的重點。膜分離技術是利用膜的選擇性對不同粒徑組分的選擇性通過，實現料液選擇性分離的技術。根據膜孔徑的大小可以分為微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等。膜分離過程是物理過程，不伴隨有相的變化。以陶瓷球為載體，經表面掛膜、增菌處理使微生物細胞附著在陶瓷球表面形成菌膜。處理氣化洗焦廢水時COD 去除率達90. 4%，對廢水中苯、萘、菲、喹啉、異喹啉和吡啶的去除率也較好。膜處理產生大量的濃鹽水是實現廢水“零排放”的瓶頸，濃鹽水處理技術有常規處理、膜濃縮、高濃鹽水蒸發、超高濃度濃鹽水噴霧結晶等技術。

2.水煤漿灰水和粉煤氣化的廢水處理。針對這些問題，研究人員分別針對厭氧和好氧工段進行相應的優化，開發了兩級厭氧工藝、上流式厭氧污泥床反應器、序批式活性污泥床反應器、膨脹顆粒污泥床反應器、粉末活性炭-活性污泥反應器、流動床生物膜反應器等新型生化處理技術，應用于煤氣化廢水處理，成效顯著。同時，針對煤氣化廢水中酚類、吡啶、喹啉等典型污染物，培育、篩選功能性細菌以及探索新型生物降解機理，也是強化煤氣化廢水生化處理單元效能的重要途徑。將脫酚菌作為微生物添加劑添加至生物接觸氧化反應器中，提高了生化處理對于典型污染物的去除，COD 去除率達到78%，總酚去除率可達80%。以甲醇為共代謝基質，可以有效降低煤氣化廢水的毒性，提高可生化性，強化了對于COD、總酚的去除。

3.循環水和鍋爐水排污處理。鍋爐運行期間排污裝置不按要求安裝、排污操作沒有任何依據、甚至不排污是我們經常會碰到的問題。其實鍋爐排污水處理的重要組成部分，是保證鍋水水質達到國家水質標準要求的重要手段。實行有計劃地、科學地排污，是保持鍋水水質良好、減緩或防止水垢結生、保證蒸汽質量、防止鍋爐金屬腐蝕的重要措施。當含有各種雜質的鍋水經不斷蒸發、濃縮，雜質的濃度逐漸增大，當達到一定程度時就會給鍋爐帶來一系列不良后果，如水垢的迅速生成、鍋筒內水面發泡以至產生氣水共騰、蒸汽品質惡化、鍋爐金屬腐蝕等。若不及時有效地排出鍋外，不僅惡化鍋水品質，還有可能生二次水垢，威脅鍋爐安全經濟運行。因此鍋爐安裝排污裝置時必須按要求，司爐工和水質化驗工應相互配合勤排、少排、均衡排以確保鍋爐水質達標。對高硅含量的軟化水，在保證鍋水相對堿度合格的情況下，適當少量添加可防止受熱面結硅垢。

3 對策建議

1.加強源頭控制污染物產生和排放。煤氣化廢水水質主要由煤質、原水水質和氣化爐爐型決定。不合適的煤種和工藝對廢水水質影響較大，如新疆哈密地區的富油褐煤就不適合用于煤化工，不僅會增加污水處理難度，而且無法充分利用煤中油資源。準入條件中指出嚴格限制將加工工藝、污染防治技術或綜合利用技術尚不成熟的高含鋁、砷、氟、油及其他稀有元素的煤種作為原料煤和燃料煤。研究確定各煤炭基地煤炭優先利用方式和禁止利用方式，為確定不同地區不同煤種應用于煤化工產業發展方向提供依據，通過清潔生產工藝，減輕原料帶來的有毒有害污染物的數量和濃度。

2.逐步推行大水管理。煤化工行業應逐步推行大水管理，將水作為重要要素納入生產管理中進行統一分配和調度，強化運行管理。一方面，煤化工企業應做好全廠節水工作，在項目建設前期，可以引入第三方咨詢，在完成國家政策要求的耗水指標外，幫助企業進行水平衡梳理，鼓勵企業開展節水技術研發，推廣水夾點節水技術，從過程系統工程學角度實現水的充分利用。另一方面，煤化工企業應做好水的分質利用和分質回用，實現水盡其用。無論是節水還是用水過程，精細化管理都應貫穿始終。

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。煤化工廢水的達標排放或回用，不僅可以實現煤化工廢液零排放，破解水資源污染的難題，也是我國煤化工產業健康發展的重要保障。

參考文獻

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