煤化工项目废水零排放及含盐废水处理技术

煤化工项目废水零排放及含盐废水处理技术

张玉山

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司， 陕西省榆林 718500

摘要：伴随着我国经济的不断发展，资源利用率需要不断提升，从而满足现代经济对于资源的需求。而在我国众多资源行业当中，煤炭价格属于下行周期。新型煤化工产业的发展，在我国的能源结构当中呈现出石油相对较少、天然气相对较少但是煤炭相对丰富的状态，主要是对石油化工产品和燃料油产品进行合成、制取、补充、替代，在对经济得到最大化满足的过程当中，需要不断地对资源产生的依赖进行减少。在2014的能源会议当中，对于煤制油和煤制气的规划做出了明确的规定，规划表示到2020年需要对煤制油建设3000万t，煤制气需要生成500亿m3。在此基础上，还需要对煤化工产业当中对环境的污染现象做出全面的分析和优化，最终实现废水废气零排放的效果和目标。

关键词：煤化工废水处理；零排放技术；对策

引言

在现阶段煤化工企业的发展过程中，对煤化工含盐废水的处理以及应用受到社会广泛的关注，对于目前煤化工含盐废水来说，主要有以下几点特征：内部具有高浓度的无机盐离子以及难降解的有机物。现阶段煤化工企业在对废水进行处理以及回收利用的时候，主要使用的工艺是膜处理，而在此工艺之前的膜前预处理发挥着关键的作用，能够有效的降低煤化工含盐废水中的有机物以及硬度。本文在此基础上主要探讨了煤化工的含盐废水以及零排放问题，然后阐述了目前对煤化工含盐废水进行处理以及利用的相关措施，希望能够在一定程度上促进我国煤化工企业的发展。

1煤化工高盐废水的特点

煤气化工艺有煤粉加压气化和水煤浆气化两种，在以上2种工艺中，都涉及粗煤气的冷却和洗涤，在洗涤过程中会产生大量含有机物和盐分的废水。这种废水成分复杂，除含盐量高，还存在酚类、苯类、氰化物、氨氮等有毒、有害化合物。而且以上高盐废水组成和煤质、气化温度都有着很大关系。高温气化工艺的反应温度一般为1350～1750℃，因为温度较高，有机物燃烧较完全，废水中有机物含量较少。低温气化工艺反应温度一般为950～1300℃（以碎煤加压气化炉最为典型），该工艺产生的高盐废水成分最复杂，各种无机、有机组分可达50多种，有机成分以重油、轻油、乳化油最为典型，化学耗氧量（CODcr）测定值一般在300-5000mg/L，氨氮值可达到150-400mg/L。此外，该废水还含有较高含量的难降解的其它有机污染物，如酚类（C3—C4烷基苯酚、茚酚、苯二酚）、多环芳香族化合物（如萘、三联苯）、含氮或含硫的杂环化合物（如呋喃、噻吩）等，因此该废水也最难处理，在处理前必须进行隔油、气浮处理。高温气化工艺得益于较高的反应温度，因此有机物燃烧充分，煤焦油等有机物含量较低，基本无苯环、杂环、有毒性化合物，因此合成气净化所需水量小，废水产生量小，不过无机类的氨氮盐浓度偏高。低温气化工艺主要适用于褐煤等较低品质的煤种，适用于生产城市煤气和燃料气。因汽化温度较低，势必造成合成气中有机物浓度高，而且含有的单元酚、多元酚等含苯环和杂环类物质有一定毒性。

2煤化工项目废水零排放及含盐废水处理技术

2.1多效蒸发

多效蒸发一般分为蒸汽系统和盐水系统，分为并流和逆流2种，根据实际蒸发体系决定采用何种流向。如果结晶物质溶解度随温度升高而降低，则选择逆流，反之选择顺流。纳滤产水侧选择顺流流程，即加热蒸汽送入Ⅰ效蒸发器加热器，作为Ⅰ效的热源，Ⅰ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅱ效的热源，Ⅱ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅲ效的热源，依次类推，直到最后一效；盐水送入Ⅰ效蒸发罐，Ⅰ效转Ⅱ效，Ⅱ效转Ⅲ效，直到末效，末效或次末效排除氯化钠盐浆。加热蒸汽作为Ⅲ效蒸发的热源，冷凝后得到蒸汽凝液，二次蒸汽冷凝后得到产水，Ⅲ效蒸发器底部排除盐浆。纳滤浓水侧选择并流流程，即加热蒸汽送入Ⅰ效蒸发器加热器，作为Ⅰ效的热源，Ⅰ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅱ效的热源，Ⅱ效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为Ⅲ效的热源，依次类推，直到最后一效；盐水送入末效蒸发罐，末效转次末效，次末效转向前一效，直到首效，首效或Ⅱ效排除硝浆。首效或Ⅱ效排除硝浆排到硝浆桶，然后送入旋流器增稠后进入硝离心机，离心母液返回Ⅰ效，湿硝进入硝干燥系统干燥，包装后外卖。制盐系统的氯化钠排到盐浆桶，然后送入增稠器增稠后进入盐离心机，离心母液返回末效，湿盐进入盐干燥系统干燥，包装后外卖。杂盐蒸发器产生的杂盐进入杂盐盐浆桶，然后进入杂盐离心机，杂盐离心母液和杂盐蒸发器的母液混合后进入干燥器固化，然后作为固废或危废外运。加热蒸汽一般采用饱和蒸汽，如果外部来的蒸汽是过热蒸汽，则需要经过减温减压方可使用。如制盐和制硝蒸发结晶装置使用的蒸汽压力0.45MPa、温度148℃。Ⅰ效加热蒸汽使用的外来蒸汽降温后生成的冷凝水不含杂质，可以直接返回锅炉，作为锅炉给水。

2.2对浓盐水进行洗煤处理

我国有一些地区煤化工企业在对浓盐水进行洗煤工艺的过程中，经常面临着用水紧张这一问题，我国专家针对这一问题的存在，进行了使用非常规水洗煤的研究。举例来看，于波等人在研究过程中，将废水预处理之后产生的染色废水送到至华丰煤矿洗煤厂闭路循环系统中，作为洗煤的用料，对于这种方式相关工作人员也做了一定的工程投产运行检验，检验结果并没有出现不合格的情况，并不会对煤化工工厂的发展造成不利影响。邰阳等也在研究中提出对于新建设的煤化工园区来说，应该将其与洗煤厂、煤矿进行一个统一的布局以及安排，而煤化工企业产生的浓盐水，可以将其作为洗煤厂以及煤矿降尘、生产的水资源，从而实现对废水的更好利用。王旭辉在实验过程中使用了双膜法以及预处理的方式对同煤集团马脊梁煤矿矿井中含有的废水进行了一定的处理，其产生的系统清水会被直接运输到矿区的生活用水管网中，其在实际的实施过程中产生反渗透浓盐水的情况大概为40m3/h，企业会将产生的反渗透浓盐水运送到洗煤厂，然后作为洗煤厂的补充水进行储备。

2.3生物法脱盐

此工艺主要利用的微生物氧化分解有机物。微生物能处理吸附有害的有机污染物，高盐废水通过它的降解后能够转化大量的有机物为无机物，废水通过净化而再次应用于工业领域，此工艺方法具有其他物理化学处理方法的优势，环保且安全性更强。微生物种类多种多样、面对各种污染废水的环境能够通过变异具有很强的适应性、且新陈代谢能力好，可以产生专一性的降解酶处理各类高盐废水，潜力较大。如生物接触氧化工艺有着抗毒、耐冲击、微生物较为稳定、具有很强的容积负荷性、能够保持污泥龄的优势，作为生物脱盐技术来说十分常用。比常规的活性污泥处理方法的水力停留时间更短。

结语

对于现代的煤化工水系统，含盐废水的处理和利用，主要是对其进行预处理、深度浓缩以及蒸发结晶。在我国煤化工废水零排放技术的实现过程当中，需要以环保和节水为目标，进行回收利用实现，对产业的可持续化发展能带来相对较大的改观。在现阶段部分处理工艺技术还处在试验阶段，污水处理的零排放还需要进行技术性的突破。煤化工项目的含盐废水处理需要不断地实现能耗、物耗节约，对于企业的废水进行不断的深度优化处理。

参考文献

[1]任同伟，俞彬，阳春芳，等.煤化工高含盐废水资源化处理技术的工程应用研究[J].工业水处理，2019（2）：96–99.

[2]赛世杰，党平，刘慧，等.煤化工高盐废水分质盐零排放技术的运行效果研究[J].煤炭加工与综合利用，2017（4）：52–55.