现代煤化工企业废水零排放技术研究

现代煤化工企业废水零排放技术研究

惠贵鹏

伊犁新天煤化工有限责任公司 新疆伊犁 835000

摘要：废水零排放通常被定义为零液体排放，指的是不向地表水域排放各类废水。工业用水节水中关于零排放的定义，具体为生产用水系统达到无工业废水外排的标准。近年来，我国不断提高煤化工污水处理的要求，力求达到保护环境和节约水资源的目的，促使很多企业加大零排放技术的研究和推广，获得不错的成效。

关键词：煤化工企业；废水；零排放技术

1煤化工废水的来源与特点

煤化工指利用化学方法将煤加工成气体、固体燃料等化工产品，在生产过程中会产生大量的工业废水，其废水主要源于氨蒸发、油脂加工、煤气冷却与苯精制废水，根据含盐量不同，煤化工废水可分为有机废水（生活废水、化工厂废水、造气废水等）与含盐废水（煤气洗涤废水、高盐度有机废水、脱盐水系统排水等）两大类。其废水组成与来源特点主要表现在以下三个方面：（1）由于煤化工废水中污染物含量较高，其生产过程也较为复杂，几乎每一个环节都会产生不同类型的污染物，最后各种污染物都会集中在废水中，以废水形式排放，故煤化工废水的组成极为复杂，使处理难度进一步加大，对处理技术要求也更高；（2）煤化工废水中含有大量难以降解的有机化合物，例如联苯、异喹啉等，也加大了废水的处理难度；（3）煤化工生产过程中产生的各种污染物集中在废水中，相互作用会产生一定的反应，导致污水色度与浊度提高，若经过反应产生较大的显色物，也会给污水处理造成很多麻烦。

2煤化工企业废水零排放技术

2.1有机废水的处理技术

对有机废水的处理需要利用三个环节来共同实现，其中包含了物化处理、生化处理以及深度处理。物化处理当中，利用隔油池、气浮池和混凝沉淀池来实现处理，油类物质可以在隔油池当中处理，密度较小的油类或者悬浮物质可以在气浮池当中处理，悬浮物和胶体物质可以在混凝沉淀池当中实现去除。在生化处理环节，主要是在一定的工序下实现对有机物的有效处理，来实现对有机物和氮类化合物的去除，其中包含缺氧-好氧脱氮工艺、厌氧-缺氧-好氧工艺、序批式活性污泥法、氧化沟工艺和生物移动床反应器等多种工艺，其中好氧和厌氧的交替运动转换的工艺主要为缺氧-好氧脱氮工艺和厌氧-缺氧-好氧工艺。好氧和厌氧在氧化沟的工艺当中进行有效的区分，可以最终实现硝化和反硝化的现象。对于生物滤池和流化床的有效结合可以在生物移动床反应器的作用下实现，实现脱氮效果。对于深度处理方面，利用臭氧氧化、化学氧化、曝气生物滤池和活性炭可以实现有效应用。在废水的可生化性提升方面，可以利用臭氧和化学氧化进行改善。对于废水当中的COD和氨氮，可以利用曝气生物滤池来实现。对于水体水质的稳定性，在活性炭的基础作用下，对水质波动冲击之后产生的后续膜实现运行。

2.2含盐废水的处理技术

在煤化工企业的废水处理中，对于含盐废水也需要采用相应的技术来实现盐离子的去除，最重要的方式就是使用膜处理技术。基本原理是将盐水通过高分子的滤膜，用过滤膜使废水中的盐离子筛选出来，用相关的膜处理将废水中大部分的盐离子脱去。随后将分离出的盐水使用蒸发结晶法进行结晶处理，基本原理就是在不同的沸点下，按照不同盐类的性质不同进行分别提取，并且按照不同盐离子的性质进行相应的分类储存。在这个过程内实现了各个物质的充分利用，随后将蒸发结晶过后的蒸馏水通过冷凝，再进入循环冷水系统作为冷却水再利用，在这个过程中提高了废水的使用效率，而如今的蒸发结晶系统不再是整体共同工作，蒸发过程和结晶过程是分别工作。目前较多企业采用了膜蒸发技术，是将废水先进入蒸发室内，随后进行加热过程。这种工艺可以在每个换热管中均匀形成一层膜，液体在膜内进行流动就达到了蒸发的目的；同时在结晶过程中，运用闪蒸工艺即时地分离出各种盐离子，最终将冷凝水送入回流装置继续使用，就实现了含盐废水的零排放，同时促进盐类物质充分再利用，就能达到相应的质量要求以及废水排放标准。在煤化工企业的废水处理中，不仅包含了有机废水的处理系统，还包括含盐废水的处理设备，除此以外还包括了部分废水处理辅助设备如离心机、干燥机。在这些设备的共同作用下，就可以实现煤化工废水的零排放工艺。

2.3膜浓缩系统工艺技术

浓缩程度越高，膜浓缩阶段对应工艺设备投资与运行费用也越高，但是随着浓缩程度越高，其浓水产生的量越小，越有利于减少蒸发结晶阶段的投资与运行费用。因不同浓缩工艺对进水最佳适用范围不同，具体选择何种浓缩工艺或工艺组合，要根据实际的水质指标及经济性进行选择。普通RO和海水RO技术已经非常成熟，关键点是最终浓缩工序选择高压反渗透还是电渗析。高压反渗透原理类似普通反渗透，以静压差为推动力将水通过膜进入淡水侧，原溶液得到浓缩。只是膜的结构上与有些差异普通反渗透；而电渗析技术利用离子交换和直流电场，使水中电解质的离子产生选择性迁移，从而使水淡化过程。高压反渗透与电渗析原理差异巨大，造成运行参数、性能及使用范围也比较大，电渗析浓缩的浓度比DTRO更高，技术更耐钙、镁、硅等污染，由于COD和硅等不会在浓水中累积，对于后续蒸发系统是一种很好保护，能确保结晶得到固体，得到的无机盐纯度更高。前面可以不通过海水RO浓缩直接进入电渗析。而高压反渗透装置建设简单、易操作，连续运行稳定性强，盐的脱除效率较高，两者都存在膜受污堵风险。纳滤也是一种适用于工业软化水处理的压力驱动型膜分离技术，能有效截留二价及高价态离子，而大部分一价离子能有效透过。纳滤对硫酸根、钙镁离子脱除率稳定在95%以上。从而在产水侧收集得到高纯度的氯化钠溶液，再经蒸发结晶得到纯度合格的氯化钠；未透过纳滤膜的截留液含有氯化钠和硫酸钠，硫酸钠：氯化钠比例提高，通过蒸发结晶或冷冻工艺结晶得到纯度较高的硫酸钠，剩余母液返回系统与原料混合继续循环利用。纳滤膜另一特点是可以截留有机物，产水侧有机物极低保证了氯化钠的纯度。未透过浓水侧有机物会偏高，如果要求硫酸钠纯度较高，可以采用高级氧化技术来进行降低有机物。

3煤化工企业废水零排放技术的应用措施

（1）在源头上做出保障—创设出第二水源。当下，国内经典煤炭基地在运作过程中，水源除了自来水之外，降水、矿井水、废水以及地下水都是可供选择的资源类型，给予水循环往复这一基本原理，拓展挖掘水资源可供循环应用的属性，在此基础上建设地下水库，借此方式更好地满足煤化工企业的现实用水需求。特别是矿井水资源的开发，鉴于其有提供水量相对较大、水体质量清洁度偏高等现实特征，建议相关人员加大对高浊度、高铁锰、高矿化度矿井水整合新型工艺的研发力度，有针对性的改善技术应用条件，生产出符合国家现行规范要求的煤化工用水，借此方式使煤化工企业第二水源供给过程的相对稳定性得到更大保障。（2）使重要环节得到更大保障—重点分析有机、含盐废水及一级反渗透浓盐水的水质特点。应高度重视有机废水预处理、生化处理以后的出水水质，利用定性与定量相结合的方法分析废水内有毒、易挥发、有色、不宜降解的物质。针对部分含盐废水内TDS的构成离子成分以及导致过滤膜污染、堵塞的物质成分，一定要加强分析。加强一级反渗透浓盐水水质特性的定性、定量分析。只有在明确各段水质具体特征的基础上，方能开发出针对性、实用性更强的处理工艺。

4结束语

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

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[2]王冬,张洪伟.新型煤化工废水零排放技术的问题与解决思路[J].化工管理,2020,(16):53-54.

[3]李志强,王存军,杨志怀,金达龙.新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J].智能城市,2020,6(11):133-134.