内蒙古煤化工、盐化工行业高盐废水“零排放”处理成本调查

2020-09-24米敬王绍伟赵鹏王文龙王春南

环境与发展 2020年8期

米敬王绍伟赵鹏王文龙王春南

摘要：煤化工和盐化工产业是内蒙古自治区的主导产业，但两个行业的高含盐废水的处理已成为制约行业健康发展的重要因素。近年来，各种高盐水治理的方案层出不穷，许多“零排放”技术也应运而生。本文通过对我区煤化工和盐化工企业高盐水“零排放”治理技术及治理成本的分析，得到不同水质成分下分盐和混盐“零排放”工艺的治理费用，为我区相关项目的审批、管理提供了技术依据。

关键词：高盐水;煤化工;零排放;治理成本

Abstract：Coal chemical and salt chemical are the leading industries of Inner Mongolia Autonomous Region. However， the treatment of high-salt wastewater has become an important factor restricting the healthy development of the industries. In recent years，various treatment schemes of “zero emissions” have emerged.Based on the analysis of “zero-emission” treatment technologies and costs of high-salt wastewater in coal chemical and salt chemical companies in Inner Mongolia，the treatment costs of “zero emission” technology of separate and mixed salt at different water components high-salt wastewater is obtained， which provides a technical basis for the approval and management of related projects.

Keywords：High-salt water;Coal chemical;Zero emission;Treatment cost

高盐水是指总含盐量（以NaCl含量计）至少1%的水[1]。在现代煤化工产业里，循环水系统排水、软水制备以及工艺过程中产生的浓盐水都是高盐水中盐分的主要来源[2]。目前，我区高盐水的“零排放”主要指通过蒸发浓缩工艺实现高盐水减量化、资源化、无害化的处理方案。“零排放”治理技术从出盐类型可分为“混盐零排放”和“分盐零排放”。工艺流程一般都包括预处理系统、减量化系统和后处理系统[3]，预处理主要包括软化、过滤、膜分离等工序，超滤反渗透是目前较为普遍的预处理除盐工艺[4]。减量化系统主要包括膜浓缩、蒸发结晶、降温结晶等工艺。后处理系统是指对结晶母液进行的废液焚烧、喷雾干燥和干化，通过上述三种系统的结合来实现高盐废水的零排放[5]。

1 全区高盐水“零排放”情况

1.1 高盐水治理现状

2014年内蒙古自治区人民政府办公厅印发了《内蒙古高盐水污染防治指导规范》（内政办发【2014】38号）（以下简称《规范》），《规范》对晾晒池从建设、运行、管理等方面都提出严格的要求，并且明确各地区、各园区、各工业企业不得新建晾晒池[6]。此外，环保部出台的《现代煤化工建设项目环境准入条件（试行）》中明确要求煤化工项目要在废水处理技术、废水处置方案、结晶盐利用处置方案等方面承担示范任务。因此，高盐水的妥善处理已成为亟待解决的问题，高盐水“零排放”也势在必行。

我区部分企业高盐水的“零排放”还依托于晾晒池的自然蒸发，也有部分企业采用内部回用+深度处理技术最终实现高盐水的“零排放”。煤化工废水回用主要包括工艺回用、煤场降尘、物料堆场喷洒、道路抑尘等，盐化工行业的高盐水主要回用于化盐、乙炔发生工艺（湿法乙炔）等工段。深度处理技术主要是利用能源，通过压力差、电位差或者直接运用蒸汽、电能等完成高盐水的浓缩结晶。

1.2 全区“零排放”企业主要技术

全区高盐水“零排放”技术应用企业，从出盐类型划分可以分为两种—“混盐零排放”技术和“分盐零排放”技术。“混盐零排放”技术工艺流程较为简单，但是最终产出的混合杂盐要暂按危险废物进行管理，处理处置极高，极大地增加了水处理成本[7];分盐技术工艺流程较为复杂，但通过分盐技术可以将高盐水中的氯化钠和硫酸钠分离，分离出的氯化钠或硫酸钠可能具有一定附加值[8]。但由于目前还没有分离出的结晶盐的相关产品质量标准，因此将所产结晶盐的外售也同样不符合相关要求。

2 影响“零排放”成本的主要因素

高盐水“零排放”存在着高投入、高消耗、高能耗的突出问题，要想使高盐水处理系统能够真正稳定的运行，必须考虑其运行成本[9]的影响因素。而高盐水治理成本和诸多因素相关，例如来水水质、能源动力价格、设备投资维修更换以及企业自动化水平等等。

2.1 来水水质

煤化工、盐化工行业废水主要特征表现为污染物种类多、浓度高、水质成分波动大[10]，因此来水水质对其治理成本的影响尤为突出。例如在預处理阶段，高盐水来水水质成分越复杂、污染物浓度越高，需要投加药剂量也会越多，处理成本就会相应增加;在浓缩阶段，来水的含盐量浓度越高，需要的工作压力越大，能耗越高，处理成本显著增加;若来水中所含离子种类越多所需要的工艺路线就越长，所需的设备投资、能耗、人员数量等也都会增加。以进水量500m3/h、进水TDS7 500mg/L为例，浓盐水预处理减量化装运行成本约6～10元/t;蒸发和结晶装置运行成本约30～50元/t[11]。

2.2 能源价格

现阶段，高盐水“零排放”技术大多是通过蒸汽和电能等实现的，因此能源消耗是成本构成的重要因素，而在我区不同企业能源价格差距是非常大的，蒸汽价格范围为60～200元/t不等，电力价格范围为0.35～0.46元/kwh不等，因此能源价格的差异也是影响治理成本的重要因素。

2.3 设备投资维修更换及自动化程度

高盐水“零排放”处理工艺路线的选择、技术设备投资、企业管理水平、自动化程度的差异以及各类设备的维修和更换费用均会影响高盐水治理成本。

综上所述，高盐水“零排放”治理成本和进水水质成分、药剂投加量、蒸汽电力等能源价格、企业自动化程度、工艺流程的选择、设备投资维修使用寿命等方面均密切相关。

3 高盐水“零排放”成本实例

以内蒙古煤化工、盐化工两个行业的企业高盐水“零排放”企业为例，将进水水质、进水量、直接成本、总成本等相关情况列表，并将盐泥处理费用、中水销售收入及分盐销售收入一起参与成本核算，得出企业实际治理费用，并说明我区煤化工、盐化工行业废水“零排放”处理成本的区间范围，高盐水分盐“零排放”处理成本与进水水质关系详见表1，混盐“零排放”处理成本与进水水质关系详见表2。

进水水质与总成本关系及进水水质与治理费用关系见图1、图2。

由表1、表2可知，高盐水处理成本受进水水质影响显著，无论是混盐工艺还是分盐工艺，处理成本均随着进水TDS 的浓度升高而增加。由图1、图2可知，两种治理工艺在总成本上差距不大，治理费用混盐处理工艺却显著高于分盐处理工艺，主要原因是因为混盐工艺杂盐产量大，而其作为危废处理处置费用又非常高昂。分盐处理工艺产生的盐泥量小，加之产出的NaCl、Na2SO4具有一定附加值的。

综合考虑，分盐处理工艺无论从污染物的减量化、资源化、无害化角度还是治理费用的方面都具有一定优势。

4 结论与建议

4.1 结论

（1）高盐水治理成本和进水水质成分、药剂投加量、蒸汽电力等能源价格、企业自动化程度、工艺流程的选择、设备投资维修使用寿命等密切相关。

（2）分盐处理工艺无论从污染物减量化、资源化、无害化角度还是在治理费用方面都具有一定优势。

4.2 建议

（1）遵循源头控制、总量削减的原则，优化工艺路线，从生产过程及污水处理过程中减少高盐水的产生量和盐分的带入，从而减少实现高盐水“零排放”而新增的能源消耗。

（2）安全有序地对结晶盐进行利用;加强对杂盐的监管。

参考文献

[1]吴海宁.高盐化工废水处理工艺与参数优化的研究[D].广州：华南理工大学.2010.

[2]方毓淳，俞时智.关于煤化工高盐水处理技术概述[J].化工管理，2016（14）.

[3]柴国锦.NX公司高盐水零排放项目[D].上海：华东理工大学，2015.