煤化工废水回用技术的应用分析

徐叶君

（湖南化工医药设计院，湖南长沙 410021）

煤化工废水回用技术的应用分析

徐叶君

（湖南化工医药设计院，湖南长沙 410021）

介绍回用技术在煤化工废水处理中的应用，阐述煤化工废水回用技术是多种技术和方法的综合，是根据煤化工废水的来源、水质特点以及回用水质要求来设计，并指出回用技术是煤化工废水处理的发展趋势。

煤化工废水；废水处理；回用技术

我国煤化工项目主要分布在煤炭资源丰富的西北地区，这些地区水资源匮乏，水环境容量有限，并且缺乏纳污水体。同时，煤化工项目耗水量巨大，产生的废水量也大，水质复杂，污染物浓度高。为了缓解我国的水环境问题，2012年国务院发布了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，国家在用水总量、用水效率和排污总量上进行严格控制，对水资源实行最严格的管理。在此形势下，水资源和水环境问题已成为煤化工企业的生存和发展的瓶颈。

煤化工废水回用技术能给煤化工企业面临的水资源难题提供一种行之有效的解决方法。回用技术在煤化工废水处理中的应用能减少生产耗水量和外排废水量，达到了节水与减排的双重效果。因此，寻求处理效果更好，工艺稳定性更强、运行费用更低的废水回用技术已成为煤化工行业废水处理的发展趋势和方向。

1 煤化工废水回用技术的设计原则

废水回用方式主要有两种，一种是污水不经处理直接回用，另一种是经处理后回用于用水系统。废水回用技术的处理对象是不能直接回用的废水，在废水回用技术应用中要根据废水污染程度的不同，对废水进行分类收集、分质处理，这样才能提高废水的回用效率，并降低废水处理系统的处理量与处理难度。

煤化工废水包括生产废水、生活污水、清洁下水、初期雨水等，以清洁下水和生产废水为主。生产废水主要来源于工艺装置的工艺废水；生活污水主要来源于企业员工的生活污水；清净下水主要来自循环冷却水系统的排污水和脱盐水站的浓盐水；初期雨水主要是受污染区域的前10 min收集雨水。一般考虑将生产废水、生活污水、初期雨水等进行收集处理后回用，清净下水单独处理后回用。煤化工废水处理后的回用水主要用于补充循环冷却水系统，水质指标执行《工业循环冷却水处理设计规范》（GB5005－2007）再生水指标。

2 回用技术在煤化工废水处理中的应用

煤化工废水水质复杂，污染物浓度高及难降解，在废水处理方面不可能仅靠单一的处理工艺就能达到处理目标，往往是多种技术和方法的联合处理工艺，要根据污染物的种类与性质，有针对性的采用不同的组合工艺。煤化工废水处理回用组合工艺主要有两种：预处理工艺→生化处理工艺→回用处理工艺；预处理工艺→生化处理工艺→深度处理工艺→回用处理工艺。

本文提到的回用技术仅局限于回用处理工艺，在回用技术中常用的技术有高级氧化法、混凝沉淀法、吸附法和膜分离法等工艺。膜分离技术具有操作方便，设备紧凑，工作环境安全，节约能耗和药剂的优点，并随着膜产品的使用寿命的延长和使用价格的降低，故膜分离技术已成为目前回用技术优先推荐采用的主体工艺。

目前，国内煤化工废水的回用技术主要用于处理生化处理后的煤化工废水和深度处理后的煤化工废水。

2.1 生化处理后的煤化工废水回用处理

煤化工废水经生化处理后仍残留一些生物不能降解的有机物，使废水出水COD或色度难以达到回用要求，必须进行回用处理才能回用。伊犁新天煤化工有限责任公司在年产20亿m3煤制天然气项目中建有设计规模为1200 m3／h的生化废水回用装置，对生化处理后的煤化工废水采用核桃壳过滤→气水反冲滤池→超滤→反渗透膜处理工艺流程，工艺中反渗透膜分离产生的含盐水经浓水反渗透膜浓缩后去多效蒸发处理，装置的反洗水回生化处理系统，回用水质达到工业循环冷却水再生水指标。吴勃等提出一种以絮凝沉淀、活性焦吸附和多级膜分离技术组合的回用工艺技术，采用该工艺对生化处理后的煤化工废水进行回用处理，其工艺流程图见图1，处理后所得净化水没含有挥发酚、氰化物等，氨氮和盐含量大量减少，COD去除率达95%以上。回用于循环水系统，膜分离所得的浓水pH值9.5，用于制脱硫浆液并作为脱硫剂使用。该工艺处理前后的水质情况见表1。

图1 煤化工生化废水的回用处理工艺流程

表1 煤化工废水的回用处理的水质情况

2.2 深度处理后的煤化工废水回用处理

煤化工企业对废水进行深度处理，有两个目的：一是使煤化工废水达到膜分离技术的水质要求，以便于煤化工废水的回用处理；二是使煤化工废水水质达标排放标准。国内绝大多数煤化工企业是采用达标排放的深度处理工艺，我国每年排放的煤化工废水量很大。现在，国家对煤化工企业外排废水实行严格的总量控制管理。因此，煤化工企业应对达标排放的煤化工废水进行回用处理，减少外排废水总量。同时，一些煤化工园区也对园区收集的煤化工外排废水进行回用处理，减少对当地水体的排放量。

山西晋丰煤化工有限公司采用臭氧＋活性炭过滤＋反渗透膜分离的回用工艺路线处理公司污水处理站可排放的煤化工废水，回用水用作脱盐水、净化系统蒸发冷凝器补水、循环水装置补水等，回收利用率达60%。宁东煤化工基地采用预处理技术、超滤膜分离技术、反渗透膜分离技术的组合工艺处理园区收集的煤化工企业达标排放的煤化工废水，其工艺流程图见图2，装置设计处理能力为1500 m3／h，实际处理规模达1 484 m3／h，处理后回用于循环水系统的水量为1 100 m3／h，回收率达74.12%，膜分离所得的浓水采用蒸发处理。废水处理前后水质情况见表2。

图2 煤化工排放废水的回用处理工艺流程

表2 煤化工排放废水回用处理的水质情况

3 煤化工废水回用技术分析

从上述煤化工废水回用工艺中发现，煤化工废水回用技术是多种技术和方法的综合，根据废水来源、水质特点和回用水质要求的不同，废水回用技术流程也不同，在废水回用系统设计中要遵循分质处理、按质回用的原则。

膜分离技术是目前煤化工废水回用技术工程化应用最多的处理工艺，也是煤化工废水回用技术的关键工艺。从煤化工废水回用技术的应用中，膜分离技术已发展成超滤膜＋反渗透膜技术、超滤膜＋纳滤膜＋反渗透膜技术、超滤＋一级反渗透膜＋浓水反渗透膜技术等多种膜处理工艺，膜分离技术能很好解决煤化工废水的回用处理。

4 回用技术存在的问题

煤化工废水回用技术中反渗透膜分离的浓盐水，盐分高，且含有一定量的有机污染物，不能直接对外排放，需要采取处理措施。浓盐水可采用反渗透膜技术经一步浓缩成高浓盐水，目前，国内外对高浓盐水的处理一般采用蒸发固化处理技术，但在实际应用过程中处理效果不理想，固化处理所得的结晶物是危险化学品，还需要对结晶物进行无害化处理。寻求经济实用的高浓盐水处理方法已成为目前煤化工废水处理的一大难题。

预处理工艺→生化处理工艺→回用处理工艺的废水回用组合工艺中，膜分离效果的关键因素是预处理效果的好坏，膜产品因易污染难再生，对进水水质指标提出了严格的控制要求，无形中增加煤化工废水处理难度，使得整个废水回用处理工艺流程更长，更复杂，装置的投资和运行成本过高，使得以膜分离技术为主体的回用技术在应用推广中受到限制。

5 结 语

煤化工废水回用技术研究的重点是膜技术的应用，主要在膜材料研发、膜污染处理方法等方面，要降低膜技术应用成本。同时，在废水回用组合工艺中预处理工艺、生化处理工艺和深度处理也要加大研发力度，优化工艺路线，开发出技术可靠、经济实用的废水处理方法，以利于后续膜分离技术对废水的回用处理。

当今，废水回用技术应用是煤化工废水处理的发展趋势，通过废水回用技术力求实现煤化工废水的零排放。煤化工企业要根据废水来源和水质情况，以及回用水质指标来设计废水处理和回用系统，才能做到煤化工废水的零排放，真正地解决煤化工项目的水资源和水环境问题。

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Analysis on the application of recycling technology in coal chemical industry wastewater treatment

Xu Yejun
（Hunan Chemical＆Pharmaceutical Engineering Design Institute，Changsha Hunan 410021，China）

The application of recycling technology in coal chemical industry wastewater is introduced.The recycling technology of coal chemical industry wastewater is a combination of various techniques and methods，is based on the source of the coal chemical industry wastewater，the water quality characteristics，and recycle water quality requirements to design，and it is pointed out that the recycling technique is the development trend of coal chemical industry wastewater treatment.

coal chemical industry wastewater；wastewater treatment；recycling technology

TQ113.29

B

1003-6490（2015）02-0041-03

2015－03－08

徐叶君（1976－），男，汉族，湖南溆浦人，注册化工工程师，主要从事化工工艺设计工作。