化工厂浓盐水零排放工艺路线研究

化工厂浓盐水零排放工艺路线研究

樊国力,王沫

内蒙古久泰新材料有限公司 内蒙古自治区托克托县

摘要: 随着我国工业化进程不断推进，工业废水零排放成为水处理的重要课题，废水零排放是指企业生产用水系统达到无工业废水排放。煤化工厂在污水处理上多采用生化、过滤、反渗透等技术，水回收率一般60%左右，仍有大约40%的浓盐水需要进行进一步处理。应用较广的高浓盐水处理方案，包括蒸发塘工艺、膜蒸发工艺、多效蒸发工艺等。蒸发塘占地面积大、投资大、蒸发效果不佳;膜蒸发工艺成本高，膜通量小，运行稳定性差;多效蒸发工艺虽设备投入较高，但水回收率高，化工厂一般有富余的低压蒸汽，可充分利于其热源优势，其应用较为广泛。本文设计废水深度处理工艺路线，实现化工厂废水零排放的目标，可为其它浓盐水处理项目提供参考。

关键词:浓盐水;膜生物反应器;超滤装置;膜回收装置;三效蒸发器

1煤化工废水零排放技术工艺

煤化工产生的含盐废水包括诸多类型，例如：低盐废水、浓盐水、高浓盐水等，不同类型的处理工艺不同。

第一，低盐废水处理工艺。煤化工企业可以利用混凝沉淀、过滤、超滤以及反渗透工艺对低盐废水进行处理。在处理过程中，对低盐废水进行混凝沉淀处理可以去除废水当中的胶体以及SS等污染物；对低盐废水进行过滤、截留以及吸附可以去除废水中的胶体与SS等污染物；对低盐废水进行超滤可以进一步去除废水中的SS、COD以及胶体等污染物，且可以增强反渗透进水的稳定性；对低盐废水进行一级反渗透处理可以去除废水当中的盐，从而提高废水的利用率[6]。

第二，浓盐水处理工艺。在处理浓盐水时，煤化工企业可以利用镁技术与膜浓缩、机械过滤与脱钙等工艺。对浓盐水进行镁技术处理，可以去除废水中的钙离子与镁离子，降低废水出现结垢等问题的几率，对浓盐水进行膜浓缩处理，可以提高废水的回收利用率。对浓盐水进行机械过滤可以去除废水当中的胶体与SS，对浓盐水进行脱钙处理，可以去除废水中的钙离子与镁离子。

第三，高浓盐水固化处理工艺。煤化工企业可以利用蒸发塘或机械蒸发等工艺对高浓盐水进行固化处理。(1)蒸发塘技术，主要是利用太阳能促进盐水的蒸发与结晶。(2)机械蒸发技术，主要是利用蒸汽促进盐水的蒸发与结晶。在应用机械蒸发技术时，需要利用蒸汽压缩机对蒸汽进行压缩，再促进盐水的蒸发。(3)多级闪蒸技术。在应用该技术时，煤化工企业需要对高盐废水进行加热处理，当废水的温度达到标准之后，需要利用相应容器对废水进行闪蒸气化处理，从而将高盐废水转变为淡水。(4)多效蒸发技术。在应用该技术时，煤化工企业需要为后效单元提供一定的加热蒸汽，从而形成蒸汽利用体系，使多个蒸发器会共同运行，从而提高热能与水资源的循环利用。

2煤化工废水零排放技术的优化

为了增强出水水质的稳定性、提升废水处理质量，煤化工企业应进一步分析有机废水与含盐废水的水质特点。通过定性分析法与定量分析法，分析有机废水中的有毒物质处理质量、有色金属处理质量、不易降解物质处理质量。另外，煤化工企业需要综合分析含盐废水当中的TDS离子成分、过滤膜污染成分以及过滤膜堵塞成分。在此基础上，根据实际情况优化废水零排放处理工艺。

2.1增强废水处理系统的稳定性

从实际情况来看，煤化工废水处理系统不够稳定，降低了出水水质，所以应通过有效手段增强废水处理系统的稳定性。第一，当前很多煤化工企业生产设备的运行负荷都处于饱和状态中，甚至有很多生产设备处于超负荷运行状态中，这不仅增加了系统运行的安全隐患，也加大了废水排放量。同时，煤化工废水处理会受到进水水质、池容以及曝气时间等因素的影响，如果实际水量负荷一直大于设计水量负荷，将会降低生化处理系统的处理能力，导致出水水质不符合要求，甚至会导致污泥膨胀。因此，煤化工企业需要做好生产设备的运行负荷控制工作，并将循环冷却水排污以及蒸汽冷凝液排污与清净下水系统结合起来，控制末端系统的水量[8]。第二，煤化工废水处理系统会受到进水水质的影响，而进水当中的COD等污染物的浓度比设计浓度要高，且生化系统当中的碳氮磷存在比例失衡等问题，所以出水水质不符合要求。因此，煤化工企业需要在废水处理系统当中设置预处理装置，从而控制进水的氨氮总量，并对进水进行全面检测。如果进水当中的营养物质比例不协调，就需要人为施加一些碳源，增强比例的平衡性。其次，在废水处理系统中增设前端调节池，使废水先在调节池当中停48h以上，从而增强废水的稳定性。第三，生化系统是废水处理系统的核心，该系统可以利用微生物去除废水当中的COD。在这一过程中，煤化工企业需要将系统进水温度控制在10～40℃之间，温度过低或过高都会降低微生物的活性。但很多煤化工废水的温度都比较高，所以生化系统的进水温度会在45℃以上，导致微生物缺乏活性。为了解决这一问题，应在废水处理系统中设置换热器，从而降低进水温度，将进水温度控制在30℃以内，增强微生物的活性，提高生化处理质量。

2.2完善预处理系统

近年来，煤化工企业不断完善双膜系统以及蒸发系统，但忽视了预处理系统的完善，降低了废水处理质量。预处理系统在废水处理中占据着重要地位，可有效去除废水中的污染物，降低废水的硬度、浊度以及碱度，从而减小废水对双膜系统的影响，降低双膜系统出现结垢等问题的几率。因此，煤化工企业需要科学优化预处理系统，完善预处理系统中的消泡剂投加设施与阻垢剂投加设施，提升预处理系统的处理能力。

2.3科学设置旁路

煤化工废水处理系统具有较长的工艺路线，如果其中某一部分出现问题，系统就无法运行。且煤化工废水处理系统属于末端系统，所以检修与维护机会相对较少。因此，需要在废水处理系统中设置一些旁路与跨线，从而降低检修难度。例如，可以在沉淀池等设施旁设置旁路与跨线，通过这些旁路与跨线解决堵塞等问题，提高系统稳定性。

2.4降低处理成本

为了降低处理成本，减轻煤化工企业的经济负担，应不断优化处理工艺、降低处理系统的能耗，增强废水零排放处理的可行性。首先，应加大人才培养力度与技术研究力度。废水零排放需要专业人员的支持，因此相关部门需要引导高校重点培养零排放专业人才，为煤化工废水零排放提供人才支持。此外，煤化工企业也应积极引进专业的技术人才，并做好人员培训工作，为技术研发与创新奠定基础。同时，煤化工企业应加大技术研究力度，组织技术人员研究高效膜分离技术等先进的技术手段。其次，应完善排放设施。煤化工企业应增强自身的废水零排放意识，提高对废水零排放的重视程度，不断完善相关设施，例如煤化工企业应淘汰老化设施，做好设备更新工作。煤化工企业也需要做好设备检修与维护工作，增强设备运行的稳定性与安全性。此外，煤化工企业应健全废水零排放处理制度。健全的制度可以为废水处理工作提供指导，增强处理工作的科学性，继而降低处理成本。因此煤化工企业需要完善处理制度，例如零排放处理系统操作制度、废水处理监督制度等。

3结语

我国在“十四五”发展规划当中，提出要将工业产业结构与生产方式转变为绿色低碳模式，从而提高能源利用效率。但大多数煤化工企业都存在能耗高、水资源需求量大等问题，因此煤化工企业应转变发展方式，充分发挥零排放技术在废水处理中的作用，通过高效膜分离技术等先进的技术手段优化废水处理，提高废水处理质量。

参考文献：

[1]张文，林长喜，彭永臻.现代煤化工废水近零排放技术集成与优化建议[J].环境工程，2021,39(11):41-45,109.

[2]王硕.煤化工废水零排放技术要点及问题的处理[J].化工设计通讯，2022,48(03):12-14.

[3]郑发元.新型煤化工废水零排放技术存在的问题与解决思路[J].化学工程与装备，2021(10):267-268,264.

[4]李锐，焦瑞峰，李娅芸.现代煤化工企业废水零排放技术研究[J].陕西水利，2021(08):295-296.