煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨

煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨

杨庆春

新疆广汇新能源有限公司，新疆 哈密 839303

摘要：煤化工废水量大，水质复杂，含有多种有害物质，可对环境和土壤造成无法弥补的损害，对煤化工废水进行技术处理已成为煤化工企业面临的重要问题。和一般工业废水的处理流程类似，煤化工废水处理工艺链通常包括预处理、生化处理、深度处理回收等，最终的浓盐水经蒸发结晶达到零排放的标准。一般后期的深度处理对处理工业和技术的要求比较高，处理起来难度也比较大，并且很多企业由于资金和运行方面的限制，未能对废水进行深度处理，因此还未能实现零排放和无污染。至于末端产生的结晶盐的处理则更为复杂和困难，一直困扰着相关企业和当地政府，因此对煤化工浓盐水及结晶盐处理技术进行进一步的探索和研究是相当有必要的，对于促进工业零污染排放，实现化工产业的进步和环境的友好性具有重要的意义。

关键词：煤化工;浓盐水;结晶盐;处理技术

引言

现阶段我国呈现“富煤、缺油、少气”的能源结构，这种能源格局决定了煤化工的发展方向以煤制油和煤制气为代表，以满足日益增长的能源需求，减缓对外石油、天然气资源的依赖。煤和水是发展新型煤化工产业的两大资源要素，但我国煤炭资源和水资源总体呈逆向分布，煤炭资源主导着煤化工产业的布局，而大部分煤炭基地建设于水资源缺乏地区，同时也面临着地表水环境容量有限的问题，有些地区甚至没有纳污水体，这使得水资源的配置问题在产业发展中更为突出。因此，在煤化工企业推广和开发废水零排放技术是水资源高效利用的必然要求。废水零排放作为一项系统工程，一是要采用节水工艺等措施提高水利用效率，降低生产水耗，同时尽可能提高废水回用率，从而最大限度利用水资源；二是采用高效的水处理技术，处理高浓度有机废水及含盐废水，将无法利用的高盐废水浓缩为固体或浓缩液，不再以废水的形式外排至自然水体。目前不少建设和规划中的煤化工项目里都有考虑实施废水“零排放”方案，但缺少真正做到废水零排放的煤化工企业，而已运行的煤化工项目中针对含盐废水的处理存在两大核心问题，一是膜浓缩和热浓缩的污堵问题和设备腐蚀问题，二是整个系统盐平衡的优化问题，造成了运行效果的不理想，存在故障率较高、在线时间短、结晶盐资源化困难、杂盐处置难度大、费用高等问题，因此末端浓盐水的妥善处理正是真正实现煤化工废水零排放的关键技术和难点，亟需在技术源头上寻求突破，以解决困扰煤化工发展的环境制约。基于此，笔者通过对鄂尔多斯某煤化工企业中水回用产生的浓盐水进行零排放处理，分析选用的浓盐水处理工艺及工程应用效果，以期为煤化工零排放技术研究和工程设计提供借鉴参考。

1浓盐水特点

对于常规废水深度处理技术，从目前已经运行的工程实例来看，通常废水回收率不高，在60%~70%，还有30%~40%的浓盐水需要处理，处理量依然很大，煤化工浓盐水往往含盐量较高（通常溶解性总固体TDS在10000mg/L以上）、有机物浓度高（化学需氧量COD在200mg/L以上，甚至更高），再进一步处理的技术难度较大，装置规模和投资运行成本也非常巨大，因此，通常是经进一步的膜浓缩处理，使浓盐水量大幅下降，减小末端蒸发结晶负荷，降低运行费用。

2煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨

2.1浓盐水的蒸发技术

(1)自然蒸发自然蒸发技术使用时必须满足的条件。第一个条件就是要求工作时的气候必须适中。第二个条件是使用时的蒸发场地必须要达到一定的规模。而我国的煤炭资源聚集地的西北区域正好是环境干燥，地域辽阔，降雨量也远远小于其他的其他地域。在该地域的许多煤化工项目都是建立蒸发塘，对煤化工的废水进行蒸发。废水在流程的前端处理后必定会遗留下浓盐水，在蒸发塘的设计上，我们必须安装双人工衬层，这样无疑加大了资金单投入。如果在审计上不合理，就会造成溃坝事件和偷排的不良情况发生。所以大家对此项技术一直不同看法。(2)机械压缩蒸发机械压缩蒸发技术的原理时来回转换物质的物态。物质从液体状态变换为气体状态的过程是吸热的过程，而当气体状态物质变换为液体状态时是放热的状态。该技术在处理工业废水时，蒸发吸收的热能由同时进行的蒸汽冷凝释放的热能提供。这种工作模式已经应用在国外的煤化工废水处理的项目上。在国内也有许多应用成功的项目。该项技术工作是需要消耗的能源是电，因此在水资源匮乏的地域应用十分广泛。(3)多效蒸发多效蒸发技术的原理是吧蒸发器相连接，蒸发器的数目必须大于3。第一个蒸发器的作用是对进入的蒸汽进行加热，后面的蒸发器都是将前一个蒸发器内的蒸汽当做加热蒸汽。蒸发器的数目越多，蒸汽热能的利用率就越大。如果蒸发的总量得不到降低，过多的安装蒸发器就会加大投入资金的压力。

2.2HERO技术

HERO技术是在零硬度、低碱度、高pH值条件下运行的反渗透工艺，是反渗透技术的一个特例，有机物保持溶解状态，不会吸附在膜壁上，且很少有机体能在高pH值工况下存活，也不可能繁殖，硅的溶解度会大幅增加，由于具有以上特点，可很好地解决膜系统有机物污染、生物污染、硅结垢的问题，使RO系统回收率增大，废水回收率可达90%，且占地面积较小、投资费用低。

2.3浓盐水的膜浓缩技术

相对于传统的加热浓缩，膜浓缩技术是利用有效成分与液体的分子量的不同，实现定向分离的，特制的膜只能允许期望的分子通过而进行分离，达到浓缩的目的，这是一种高效的纯化浓缩技术，又有低能耗、常温下进行、对产品影响小的优点。经膜浓缩技术后污水中的盐分提高了，可以达到60000mg/L-80000mg/L。现代常用的工艺有高效反渗透技术膜浓缩工艺、纳滤膜浓缩工艺、正透膜浓缩工艺、震动膜浓缩工艺等等，随着科技的发展和材料研究的进步，膜浓缩技术已经比较成熟，广泛应用到各个领域的工业处理中。纳滤膜浓缩工艺压力低、能耗也低，可以降低反渗透膜的脱盐负荷，在一定程度上提高了脱盐率，但是该技术应用到煤化工浓盐水的处理上有效性还有待考量；HRRO技术由于其低碱度、高PH值的特性能够很好的解决膜系统有机物污染、生物污染、硅结构的问题，广泛应用到电力部门、炼油公司以及化石、化工行业。正渗透工艺是近几年发展起来的工艺，它利用渗透液浓度的高低造成的压力差使化学分子产生定向流动，这一过程无污染且具有较高的水回收率，回收率可以达到90%，通过合适的添加液对浓盐水进行再浓缩，盐析出后便可实现零排放，国内电厂中脱硫除尘上应用比较广泛，煤化工废水处理应用尚少。膜震动浓缩工艺，顾名思义就是通过高频震动来实现分子的分离，能够有效防止表面结晶，脱盐率也可以达到40%-60%。除了本文提到的几种膜浓缩技术，国内已有不少公司开发了新的处理技术，部分正在实践生产中检验效果，现代科技的发展可以让我们高效、无污染的达到我们想要的结果。

结语

我国目前在煤化工废水处理上，创新的处理技术应该在各个项目推广。比如正渗透技术、膜浓缩技术等。它们都可以实现煤化工废水最大程度的回收，减轻流程后期的处理压力和减少资金的投入风险，低成本的完成工作。

参考文献

[1]李琨,徐春艳,韩洪军,等.煤化工浓盐水热膜耦合工业盐资源化利用研究[J].给水排水,2018(1):70-75.

[2]金云巧.煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨[J].煤化工,2016,44(4):18-21.

[3]孙洪涛,张艳,邢明皓.一种煤化工浓盐废水高纯度结晶提盐工艺:,CN105254099A[P].2016.