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華浦環保：煤化工領域廢水處理難點與技術應用

2023-11-21 17:21

“富煤、貧油、少氣”的能源特征使我國煤化工行業在短時間內得到了快速發展，并已取得階段性成效。但煤化工行業耗水量大，污水排放量也成為煤化工高質量發展的制約因素。因此，煤化工必須強化零排放技術在生產中的應用，有效緩解我國水資源緊缺的問題，切實推動煤化工行業的轉型與高質量發展。

煤化工廢水概述

煤化工廢水來源及組成

煤化工企業主要是以煤炭為原料生產和加工相關的化工產品，在此過程中會產生廢水。廢水主要是從三種工藝中產出。

一是水煤氣的制備過程，煤與氧氣以及蒸氣等產生反應混合成為水煤氣，同時產生了氨氮，硫化物和氰化物等組成的廢水。

二是煤液化的過程，即煤經過加熱裂解轉化成各種油分的過程，而反應剩下殘煤液化的廢水中，含硫、酚等物質較多，COD值較高，但因其中有重油的存在，所以含鹽較少，大部分為有機雜質組成。

三是煤焦油的煉制過程，即利用加熱時的空氣將煤變成氣體、焦油或其他化學物質等，產生的廢水氨氮含量較高，也具有很高的COD值，成分較為復雜。

煤化工廢水特點及分類

煤化工原料是煤，因特殊的生產過程，煤化工行業具有廢水排放量高、污染強度大以及硬度高、懸浮物波動大、含有氰化物等特點。要想盡可能實現煤化工污水零排放，就要做好污水的分類處理與分質處理工作，可按照成分將污水分為含鹽污水與有機污水。含鹽污水含鹽量較高，細化為低鹽廢水、濃鹽廢水和高濃鹽廢水，主要包括洗滌廢水、循環水排放以反滲透濃水等；有機污水COD、氨氮等含量較高，含鹽量低，主要在汽化、凈化以及合成等工序中產生，主要包括生活污水、氣化廢水、地面沖洗水以及化工裝置廢水等。

煤化工廢水“零排放”常見技術

根據煤化工廢水的一般分類，其“零排放”技術基本分為有機廢水和含鹽廢水處理技術，具體分類及主要處理工藝如圖1。

有機廢水處理技術

有機廢水不會一次性完成，一般通過3個環節進行處理，即采用“預處理+生化處理+深度處理”。預處理指對污水用隔油、氣浮、沉淀的方式進行初步處理。生化處理是預處理之后，需要結合實際情況設計處理工藝，主要工藝有A/O、A2/O、SBR、氧化溝、MBR等。上述處理工藝后，還需進行深度處理才能滿足循環補充水要求，常用深度處理工藝有臭氧氧化、化學氧化+BAF+活性炭吸附等。

技術選擇應用

在預處理中，尤其是氨和酚濃度很高的固定床工藝廢水尤為需要。在生化處理中，流化床及氣流床廢水應選擇硝化和反硝化效果好的工藝，固定床工藝選用以去除CODcr、BOD5、氨氮等為主的生化處理工藝；氣流床選用以物化為主的后處理強化工藝。

含鹽廢水處理技術及應用選擇

不同的煤炭類型、不同的處理階段的含鹽污水的鹽分濃度具有一定的差異性，因而在具體處理工藝選擇上差別很大。

1） 低鹽廢水處理。生化處理出水和清凈廢水混合之后變成低鹽廢水。目前，低鹽廢水處理普遍采用“預處理+雙膜法”兩段式處理工藝，一般雙膜法以“超濾+反滲透”為主，通常處理后的廢水COD<10mg/L以下，氨氮<5mg/L。

2） 濃鹽水處理。雙膜法處理后的水也產生濃鹽水，水量仍然較大，有一定量的有機污染物。目前一般采用“預處理+膜濃縮”處理工藝。一般情況下，通過處理后，TDS質量濃度達到50000~80000mg/L。

3） 高濃鹽水處理。煤化工高鹽廢水含鹽量質量分數高達20%以上，COD含量也比較高，達到300mg/L~2000mg/L。目前一般采用自然蒸發固化和機械蒸發固化處理方式。

技術選擇應用

高鹽廢水零排放可分為預處理、濃縮、蒸發結晶3個工藝段。

預處理是“零排放”技術第一步，主要包括有機物的去除、鈣鎂離子及懸浮物的去除，大量研究資料表明高級氧化技術將有機物氧化去除是比較可靠的技術。對于鈣鎂離子及懸浮物的去除，多采用雙堿法及離子交換工藝，超濾膜過濾技術由于其自動化程度高，能夠集高效澄清池的澄清、沉淀與后續過濾功能為一體，也可去除水中硬度和硅，滿足后續反滲透進水要求。后續膜濃縮工藝包括反滲透RO+海水反滲透RO或高效反滲透。蒸發技術目前有兩種主要技術，分別為多效蒸發和機械蒸汽再壓縮技術。

華浦環保技術先進，能夠實現穩定、高效、低成本煤化工高含鹽廢水的綜合治理，在水資源日益短缺的當下，水資源短缺已經嚴重制約了我國經濟和社會的發展。工業用水占全國總用水量的1/4以上，用水效率偏低，浪費情況極其嚴重。隨著我國對環境問題的日益重視，煤化工零排放是民心所向，大勢所趨。