煤化工高浓盐废水蒸发处理工艺进展

周洪泽

摘 要：从整个煤化工废水处理工艺的宏观方面考虑，高浓盐废水的处理是决定废水“零排放”的关键一环，而能耗、资源循环、变废为宝及生产经济性的联系和矛盾更是在这一环节有集中体现。抓住煤化工高浓盐废水处理的问题和不足进行优化和改善，对于整个煤化工行業乃至工业发展都具有重要意义。相信随着工业技术的进步，实现废水“零排放”指日可待。

关键词：煤化工；高浓盐水：工业废水处理

1 高盐水的来源与特点

1.1 高盐水来源

现代煤化工高盐水中的盐分主要来自于循环水、除盐水制备环节带入和浓缩的，以及工业废水处理与再利用过程中添加的各种药剂和产生的浓盐水。据现有项目分析，一个煤化工项目补充新鲜水（以黄河为水源）带入的盐量超过整个系统盐量的1/2以上，其次是生产过程和水系统添加化学药剂产生的盐量，占总盐量的1/3以上。

1.2 煤化工废水的特点

1.2.1 焦化废水

焦化废水的特点是含酚高，NH3-N高。同时煤焦化废水含有难以生物降解的油类、吡啶等杂环化合物和联苯、萘等多环芳香化合物（PAHs）。

1.2.2 煤气化废水

煤气化废水的特点是污染物浓度高，酚类、油及氨氮浓度高，生化有毒及抑制性物质多，在生化处理过程中难以实现有机污染物的完全降解。煤气化废水的另一特点是废水水质因各企业使用的原煤成分及气化工艺的不同而差异较大。

1.2.3 煤液化废水

煤液化废水按来源可分为直接液化与间接液化过程中产生的废水，主要包括高浓度含酚废水和低浓度含油废水。低浓度含油污水的特征是水油含量较高，有机物含量少，以神华煤直接液化项目含油废水为例，其水质为：COD500mg/L，挥发酚30mg/L，氨氮30mg/L，油500mg/L。高浓度含酚污水特点是含油量低，悬浮物浓度低，COD的质量浓度很高，可达9000～10000mg/L，已经超出了一般生物处理的极限；含盐量少，阴、阳离子的组成与新鲜水相似，硫化物的质量浓度约为50mg/L。挥发酚的质量浓度约为50mg/L。

2 煤化工高浓盐废水处理方法

2.1 自然蒸发

自然蒸发是指将浓盐废水排入蒸发塘中利用太阳能将废液蒸干，水分及具有挥发性的有机物转为气相，最终得到盐渣的工艺方法。蒸发塘从制盐行业中的日晒盐田演变过来，具有能耗低、操作简单、使用寿命长等优点，在煤化工高浓废水处理工艺中有突出表现。神华煤直接液化项目和内蒙古阿拉左旗某工业园区均采用蒸发塘浓缩高浓盐废水，后者浓盐水处理成本约为0.37元/t。然而，由于蒸发塘自然蒸发工艺缺少系统的设计规范和综合管理，设计夸大了废水的蒸发速率，废水进大于出从而使蒸发塘逐渐转变为废水池。

2.2 高浓度含盐废水处理技术

高浓度含盐废水主要是指废水深度处理及回用系统的浓水，一般采用“预处理+膜浓缩”处理工艺。膜浓缩主要以反渗透为核心，将高盐水进一步浓缩，以减小后续蒸发器的规模，减少投资以及节约能源。根据实际运行经验，浓盐水膜浓缩产生的高浓盐水质量浓度以50000～80000mg/L为宜，水量占总排水量的5%左右。浓度过低，会增加后续高浓盐水固化处理投资和运行成本；反之，则会造成浓盐水膜浓缩工段本身投资和运行成本升高。

3 煤化工高盐废水处理前景及建议

3.1 细化废水分类，各个击破

煤化工废水包括生产和生活废水两部分，废水中有机物、无机盐及微生物含量随着废水来源不同而有显著差异，若将生产厂区内废水混合处理势必会增大废水处理难度和负荷。综合性的废水处理系统应建立针对不同种类废水的处理模块，对细化后的废水进行分类、分批处理，提高废水处理效率。而各类废水处理单元采用分级处理的方式，利用废水实时监测手段，为避免废水处理系统因废水流量及组成波动而产生停滞或瘫痪提供保障。

3.2 建立综合性煤化工废水处理系统

煤化工废水处理工艺技术繁杂、工艺流程长、操作衔接紧密，有一单元操作出现波动和异常都会产生牵一发而动全身的效果，从而影响后序工艺效率。此外，生产中废水流量波动较大，直接影响工艺稳定性。煤化工废水处理工艺综合性强，涉及化工、微生物、环境、水处理等多个工程领域，设备占地面积大，投资与运行成本巨大，一般中小型企业难以承担和维持。

4 结束语

现代煤化工行业的发展离不开废水处理和处置，应从工艺选择、设计优化、新技术应用等方面着手，尽量从源头进行污染物削减，减轻废水处理负担；对煤化工废水处理进行“大水管理”，提高企业运行人员管理水平，从粗放方式向精细化管理转变；针对高盐废水的最终去向，应积极寻找资源化的出路，同时研究煤化工高浓盐水提纯的结晶盐作为副产品使用的相应产品标准和可能的环境风险，并提出具体的污染控制要求。

参考文献：

[1]曹树余.合成氨废水处理设计与运行控制研究[D].河北科技大学，2013.

[2]田英.自抗扰控制技术在废水处理过程控制中的应用研究[D].北京工商大学，2010.

[3]陈向前.煤制油废水预处理的研究[D].西北农林科技大学，2011.

[4]余振江.煤气化过程高浓度酚氨污水化工处理流程开发、模拟与工业实施[D].华南理工大学，2011.