煤化工廢水回用技術(shù)的應(yīng)用分析

徐葉君

（湖南化工醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙 410021）

煤化工廢水回用技術(shù)的應(yīng)用分析

徐葉君

（湖南化工醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙 410021）

介紹回用技術(shù)在煤化工廢水處理中的應(yīng)用，闡述煤化工廢水回用技術(shù)是多種技術(shù)和方法的綜合，是根據(jù)煤化工廢水的來源、水質(zhì)特點(diǎn)以及回用水質(zhì)要求來設(shè)計(jì)，并指出回用技術(shù)是煤化工廢水處理的發(fā)展趨勢(shì)。

煤化工廢水；廢水處理；回用技術(shù)

我國(guó)煤化工項(xiàng)目主要分布在煤炭資源豐富的西北地區(qū)，這些地區(qū)水資源匱乏，水環(huán)境容量有限，并且缺乏納污水體。同時(shí)，煤化工項(xiàng)目耗水量巨大，產(chǎn)生的廢水量也大，水質(zhì)復(fù)雜，污染物濃度高。為了緩解我國(guó)的水環(huán)境問題，2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，國(guó)家在用水總量、用水效率和排污總量上進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)水資源實(shí)行最嚴(yán)格的管理。在此形勢(shì)下，水資源和水環(huán)境問題已成為煤化工企業(yè)的生存和發(fā)展的瓶頸。

煤化工廢水回用技術(shù)能給煤化工企業(yè)面臨的水資源難題提供一種行之有效的解決方法?；赜眉夹g(shù)在煤化工廢水處理中的應(yīng)用能減少生產(chǎn)耗水量和外排廢水量，達(dá)到了節(jié)水與減排的雙重效果。因此，尋求處理效果更好，工藝穩(wěn)定性更強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用更低的廢水回用技術(shù)已成為煤化工行業(yè)廢水處理的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

1 煤化工廢水回用技術(shù)的設(shè)計(jì)原則

廢水回用方式主要有兩種，一種是污水不經(jīng)處理直接回用，另一種是經(jīng)處理后回用于用水系統(tǒng)。廢水回用技術(shù)的處理對(duì)象是不能直接回用的廢水，在廢水回用技術(shù)應(yīng)用中要根據(jù)廢水污染程度的不同，對(duì)廢水進(jìn)行分類收集、分質(zhì)處理，這樣才能提高廢水的回用效率，并降低廢水處理系統(tǒng)的處理量與處理難度。

煤化工廢水包括生產(chǎn)廢水、生活污水、清潔下水、初期雨水等，以清潔下水和生產(chǎn)廢水為主。生產(chǎn)廢水主要來源于工藝裝置的工藝廢水；生活污水主要來源于企業(yè)員工的生活污水；清凈下水主要來自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水和脫鹽水站的濃鹽水；初期雨水主要是受污染區(qū)域的前10 min收集雨水。一般考慮將生產(chǎn)廢水、生活污水、初期雨水等進(jìn)行收集處理后回用，清凈下水單獨(dú)處理后回用。煤化工廢水處理后的回用水主要用于補(bǔ)充循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5005－2007）再生水指標(biāo)。

2 回用技術(shù)在煤化工廢水處理中的應(yīng)用

煤化工廢水水質(zhì)復(fù)雜，污染物濃度高及難降解，在廢水處理方面不可能僅靠單一的處理工藝就能達(dá)到處理目標(biāo)，往往是多種技術(shù)和方法的聯(lián)合處理工藝，要根據(jù)污染物的種類與性質(zhì)，有針對(duì)性的采用不同的組合工藝。煤化工廢水處理回用組合工藝主要有兩種：預(yù)處理工藝→生化處理工藝→回用處理工藝；預(yù)處理工藝→生化處理工藝→深度處理工藝→回用處理工藝。

本文提到的回用技術(shù)僅局限于回用處理工藝，在回用技術(shù)中常用的技術(shù)有高級(jí)氧化法、混凝沉淀法、吸附法和膜分離法等工藝。膜分離技術(shù)具有操作方便，設(shè)備緊湊，工作環(huán)境安全，節(jié)約能耗和藥劑的優(yōu)點(diǎn)，并隨著膜產(chǎn)品的使用壽命的延長(zhǎng)和使用價(jià)格的降低，故膜分離技術(shù)已成為目前回用技術(shù)優(yōu)先推薦采用的主體工藝。

目前，國(guó)內(nèi)煤化工廢水的回用技術(shù)主要用于處理生化處理后的煤化工廢水和深度處理后的煤化工廢水。

2.1 生化處理后的煤化工廢水回用處理

煤化工廢水經(jīng)生化處理后仍殘留一些生物不能降解的有機(jī)物，使廢水出水COD或色度難以達(dá)到回用要求，必須進(jìn)行回用處理才能回用。伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司在年產(chǎn)20億m3煤制天然氣項(xiàng)目中建有設(shè)計(jì)規(guī)模為1200 m3／h的生化廢水回用裝置，對(duì)生化處理后的煤化工廢水采用核桃殼過濾→氣水反沖濾池→超濾→反滲透膜處理工藝流程，工藝中反滲透膜分離產(chǎn)生的含鹽水經(jīng)濃水反滲透膜濃縮后去多效蒸發(fā)處理，裝置的反洗水回生化處理系統(tǒng)，回用水質(zhì)達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水再生水指標(biāo)。吳勃等提出一種以絮凝沉淀、活性焦吸附和多級(jí)膜分離技術(shù)組合的回用工藝技術(shù)，采用該工藝對(duì)生化處理后的煤化工廢水進(jìn)行回用處理，其工藝流程圖見圖1，處理后所得凈化水沒含有揮發(fā)酚、氰化物等，氨氮和鹽含量大量減少，COD去除率達(dá)95%以上?；赜糜谘h(huán)水系統(tǒng)，膜分離所得的濃水pH值9.5，用于制脫硫漿液并作為脫硫劑使用。該工藝處理前后的水質(zhì)情況見表1。

圖1 煤化工生化廢水的回用處理工藝流程

表1 煤化工廢水的回用處理的水質(zhì)情況

2.2 深度處理后的煤化工廢水回用處理

煤化工企業(yè)對(duì)廢水進(jìn)行深度處理，有兩個(gè)目的：一是使煤化工廢水達(dá)到膜分離技術(shù)的水質(zhì)要求，以便于煤化工廢水的回用處理；二是使煤化工廢水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)煤化工企業(yè)是采用達(dá)標(biāo)排放的深度處理工藝，我國(guó)每年排放的煤化工廢水量很大?，F(xiàn)在，國(guó)家對(duì)煤化工企業(yè)外排廢水實(shí)行嚴(yán)格的總量控制管理。因此，煤化工企業(yè)應(yīng)對(duì)達(dá)標(biāo)排放的煤化工廢水進(jìn)行回用處理，減少外排廢水總量。同時(shí)，一些煤化工園區(qū)也對(duì)園區(qū)收集的煤化工外排廢水進(jìn)行回用處理，減少對(duì)當(dāng)?shù)厮w的排放量。

山西晉豐煤化工有限公司采用臭氧＋活性炭過濾＋反滲透膜分離的回用工藝路線處理公司污水處理站可排放的煤化工廢水，回用水用作脫鹽水、凈化系統(tǒng)蒸發(fā)冷凝器補(bǔ)水、循環(huán)水裝置補(bǔ)水等，回收利用率達(dá)60%。寧東煤化工基地采用預(yù)處理技術(shù)、超濾膜分離技術(shù)、反滲透膜分離技術(shù)的組合工藝處理園區(qū)收集的煤化工企業(yè)達(dá)標(biāo)排放的煤化工廢水，其工藝流程圖見圖2，裝置設(shè)計(jì)處理能力為1500 m3／h，實(shí)際處理規(guī)模達(dá)1 484 m3／h，處理后回用于循環(huán)水系統(tǒng)的水量為1 100 m3／h，回收率達(dá)74.12%，膜分離所得的濃水采用蒸發(fā)處理。廢水處理前后水質(zhì)情況見表2。

圖2 煤化工排放廢水的回用處理工藝流程

表2 煤化工排放廢水回用處理的水質(zhì)情況

3 煤化工廢水回用技術(shù)分析

從上述煤化工廢水回用工藝中發(fā)現(xiàn)，煤化工廢水回用技術(shù)是多種技術(shù)和方法的綜合，根據(jù)廢水來源、水質(zhì)特點(diǎn)和回用水質(zhì)要求的不同，廢水回用技術(shù)流程也不同，在廢水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要遵循分質(zhì)處理、按質(zhì)回用的原則。

膜分離技術(shù)是目前煤化工廢水回用技術(shù)工程化應(yīng)用最多的處理工藝，也是煤化工廢水回用技術(shù)的關(guān)鍵工藝。從煤化工廢水回用技術(shù)的應(yīng)用中，膜分離技術(shù)已發(fā)展成超濾膜＋反滲透膜技術(shù)、超濾膜＋納濾膜＋反滲透膜技術(shù)、超濾＋一級(jí)反滲透膜＋濃水反滲透膜技術(shù)等多種膜處理工藝，膜分離技術(shù)能很好解決煤化工廢水的回用處理。

4 回用技術(shù)存在的問題

煤化工廢水回用技術(shù)中反滲透膜分離的濃鹽水，鹽分高，且含有一定量的有機(jī)污染物，不能直接對(duì)外排放，需要采取處理措施。濃鹽水可采用反滲透膜技術(shù)經(jīng)一步濃縮成高濃鹽水，目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高濃鹽水的處理一般采用蒸發(fā)固化處理技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中處理效果不理想，固化處理所得的結(jié)晶物是危險(xiǎn)化學(xué)品，還需要對(duì)結(jié)晶物進(jìn)行無害化處理。尋求經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高濃鹽水處理方法已成為目前煤化工廢水處理的一大難題。

預(yù)處理工藝→生化處理工藝→回用處理工藝的廢水回用組合工藝中，膜分離效果的關(guān)鍵因素是預(yù)處理效果的好壞，膜產(chǎn)品因易污染難再生，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)提出了嚴(yán)格的控制要求，無形中增加煤化工廢水處理難度，使得整個(gè)廢水回用處理工藝流程更長(zhǎng)，更復(fù)雜，裝置的投資和運(yùn)行成本過高，使得以膜分離技術(shù)為主體的回用技術(shù)在應(yīng)用推廣中受到限制。

5 結(jié) 語(yǔ)

煤化工廢水回用技術(shù)研究的重點(diǎn)是膜技術(shù)的應(yīng)用，主要在膜材料研發(fā)、膜污染處理方法等方面，要降低膜技術(shù)應(yīng)用成本。同時(shí)，在廢水回用組合工藝中預(yù)處理工藝、生化處理工藝和深度處理也要加大研發(fā)力度，優(yōu)化工藝路線，開發(fā)出技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的廢水處理方法，以利于后續(xù)膜分離技術(shù)對(duì)廢水的回用處理。

當(dāng)今，廢水回用技術(shù)應(yīng)用是煤化工廢水處理的發(fā)展趨勢(shì)，通過廢水回用技術(shù)力求實(shí)現(xiàn)煤化工廢水的零排放。煤化工企業(yè)要根據(jù)廢水來源和水質(zhì)情況，以及回用水質(zhì)指標(biāo)來設(shè)計(jì)廢水處理和回用系統(tǒng)，才能做到煤化工廢水的零排放，真正地解決煤化工項(xiàng)目的水資源和水環(huán)境問題。

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Analysis on the application of recycling technology in coal chemical industry wastewater treatment

Xu Yejun
（Hunan Chemical＆Pharmaceutical Engineering Design Institute，Changsha Hunan 410021，China）

The application of recycling technology in coal chemical industry wastewater is introduced.The recycling technology of coal chemical industry wastewater is a combination of various techniques and methods，is based on the source of the coal chemical industry wastewater，the water quality characteristics，and recycle water quality requirements to design，and it is pointed out that the recycling technique is the development trend of coal chemical industry wastewater treatment.

coal chemical industry wastewater；wastewater treatment；recycling technology

TQ113.29

B

1003-6490（2015）02-0041-03

2015－03－08

徐葉君（1976－），男，漢族，湖南溆浦人，注冊(cè)化工工程師，主要從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。