煤化工高含盐废水处理技术存在问题及发展趋势

封　燕，谷林涛

（1.东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024；2.惠而浦中国股份有限公司，安徽合肥230008）

煤化工高含盐废水处理技术存在问题及发展趋势

封燕1，谷林涛2

（1.东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024；2.惠而浦中国股份有限公司，安徽合肥230008）

介绍了“零排放”技术存在的问题及未来发展趋势，分析了大型煤化工行业高含盐废水处理的技术走向。

煤化工；高含盐废水；零排放；蒸发结晶

我国煤炭资源分布和水资源分布极不均衡。煤炭资源量丰富的地方，也是水资源缺乏的地方，有些地方甚至没有纳污水体，水资源和水环境问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈[1]。目前我国地表水环境不容乐观，《2011年中国环境状况公报》显示，2011年我国地表水水质总体为轻度污染。为缓解水污染形势，《节能减排“十二五”规划》和《国家环境保护“十二五”规划》均提出了COD、氨氮等主要水体污染物减排8%的目标。2012年，国务院发布了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，划出了至2030年前全国用水总量红线、用水效率红线和区域纳污红线3条不可逾越的红线，从国家层面实行最严格水资源管理[2]。2014年7月，国家能源局发布的《关于规范煤制油、煤制天然气产业科学有序发展的通知》中明确指出：严禁挤占生活用水、农业用水和生态用水，以及利用地下水发展煤制油（气）[3]。2015年4月16日，国务院正式发布《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），“水十条”对今后的采水、用水和污水处理都做出了史上最严、最细的规定和要求。近年来国家对新建煤化工项目的水排放也提出了严格的指标要求。在上述背景下，实现废水“零排放”已经成为煤化工发展的自身需求和外在要求。但废水“零排放”装置投资及运行成本高、能耗大、有一定的环境风险、分盐效果达不到工业级标准等问题依旧制约着煤化工高含盐废水“零排放”的应用和普及。

1　“零排放”技术方案

煤化工高含盐废水水质有以下特点：①盐分含量高且成分复杂，杂质离子组分较多；②COD含量比较高，影响蒸发结晶效果；③含有一些容易结垢物质，如可溶性硅等；④不同项目废水组分多变，水质不确定性比较大。

目前高含盐废水处理的全流程方案主要包括前处理、主流程、后处理三个部分。前处理技术主要有膜分离、膜浓缩、催化氧化三种方式，主流程目前主要分为热法和冷法两种，后处理主要有废液焚烧、蒸发干化、喷雾干燥三种方法。前处理的作用主要是不同程度地分离大分子COD及二价盐，以利于后面主流程即蒸发结晶系统制得纯度可达工业级的氯化钠；后处理的作用是对母液进行废液焚烧、蒸发干化、喷雾干燥，以实现废水的零排放。

2　煤化工高含盐废水“零排放”存在的问题

从目前一些生产企业的运行实践来看，煤化工废水“零排放”运行管理的核心问题在于整个系统风险的管控，比较大的困难在于“水”的有效调度。应大力推动煤化工企业加强水的循环利用，在弄清楚各装置用水要求的前提下，对废水实施分质回用，最大限度地利用水资源，探索高含盐废水的最少排放控制方法。为了有效降低因生产操作等因素变化而导致的工程系统风险，可以从全厂水系统整体循环利用的角度考虑高含盐废水处理的设计，采用“一水多用”代替传统的“定点回用”，可有效增加废水回用点，从而提高“水”调度的灵活性和系统的抗冲击能力，降低环境风险。

煤化工废水“零排放”方案的流程长，且涉及的工艺难度大，水系统复杂，流程之间相互影响，很容易出现多米诺效应，任何一个环节出现问题均会影响项目废水“零排放”目标的实现。因此，煤化工项目废水“零排放”各处理工段的有机衔接、物料平衡（特别是盐平衡）非常重要，全厂水管理达到动态水平衡是实现废水“零排放”目标的关键要素。煤化工项目在高含盐废水“零排放”方案设计之初，即应对全流程进行分析计算。

从我国现已运行的高含盐废水“零排放”案例来看，蒸发结晶处理是废水“零排放”技术方案应用的瓶颈，也是拥有较多争议的问题。纯盐（如碳酸钙、氯化钠、硫酸钠）的结晶技术已经比较成熟，但单盐系统的溶解度数据和速率常数并不适用于复杂系统的共沉淀盐。其它盐类的数量即使很少，也可能对成垢的热力学、动力学和垢的结构和强度产生很大的影响，而煤化工高含盐废水的组分变化很大，这是蒸发器结垢问题难以解决的重要原因之一。此外，有多种盐类并存的卤水还会在蒸发器内产生泡沫，具有极强的腐蚀性，影响蒸发装置的连续、稳定运行。通过对分盐结晶技术的研究和现有蒸发器运行经验的积累，可以从技术上突破蒸发器结垢问题。经蒸发固化处理后的结晶固体，组分复杂，有害物质浓度高，需作为危险固体废弃物进行处理，不能和其它灰渣一起去渣场混埋。如固废处理不当，结晶盐中的水溶性盐类有机物会在雨水作用下形成二次污染。

3　高含盐废水处理技术走向

由于煤化工高含盐废水具有高COD、有机物组分及含量复杂的特点，因而采取可行且有效的预处理措施，既可降低高COD，减少对主流程生化处理的冲击，缓和后续工段的水质条件，又有利于整个水处理体系的稳定、高效运行。如何使结晶盐达到工业级别，实现真正的无污染回用是废水处理技术的发展方向。

蒸发结晶技术重点解决蒸发器传热面的结垢问题；另外，也要不断地对现有的废水处理技术改造创新，解决容易引起故障和停车的问题；此外，还要充分考虑开停车及事故情况下的废水处理措施，设置合理尺寸的事故水池的有效容积以满足开停车、试运行、事故状态，使现有技术运行更加顺畅。

4　结论

综上所述，煤化工高含盐废水治理的需求已迫在眉睫，高含盐废水必须朝着零排放的方向发展，煤化工才能健康稳定发展。高含盐废水经过膜浓缩、蒸发、结晶、分盐处理等多重有效措施，并使得结晶分盐能够重新被利用，这是零排放技术的发展方向。朝着这个方向努力，相信不久煤化工废水将会迎来真正意义上的运行稳定的“零排放”。

[1]黄开东，李强，汪炎.煤化工废水“零排放”技术及工程应用现状分析[J].工业用水与废水，2012，43（5）：1-6.

[2]曲风臣.煤化工废水“零排放”技术要点及存在问题[J].化学工业，2013，31（Z1）：18-24.

[3]耿翠玉，乔瑞平，任同伟，等.煤化工浓盐水“零排放”处理技术进展[J].煤炭加工与综合利用，2014（10）：34-41.

Development and Problems of the High Salinity Wastewater Treatment of Coal Chemical Industry

FENG Yan1，GU Lin-tao2
（1.East China EngineeringScience and TechnologyCo.，Ltd.，Hefei 230024，China；2.Whirlpool China Co.，Ltd.，Hefei 230008，China）

The high salinity wastewater treatment developments of large-scale coal chemical industry were analyzed，the "zeroemission"technologyproblems and prospects were introduced.

coal chemical industry；high salinitywastewater；zeroemission；evaporation and crystallization

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.008

X703

A

1008-553X（2016）04-0027-02

2016-01-21

封燕（1985-），女，硕士，工程师，从事化工研发项目进度控制、协调管理工作，13721050820，fengyan@chinaecec.com。