煤化工高鹽廢水處理存在問題以及應(yīng)對方法
【m.34dn.com南京純水設(shè)備】隨著工業(yè)的快速發(fā)展、對煤炭資源需求的不斷增加，在很大程度上促進(jìn)了煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。但在進(jìn)行煤炭和相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的同時，也帶來了一定的污染問題，這些問題不利于我國構(gòu)建生態(tài)平衡型和環(huán)境友好型的社會。如煤化工生產(chǎn)過程中排放的含鹽較高的廢水，則需要采用各種組合工藝對其進(jìn)行深度處理。
煤化工行業(yè)對我國工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義，但水資源的缺乏也在一定程度上限制該行業(yè)的進(jìn)步。在煤化工的日常生產(chǎn)中，會產(chǎn)生大量的高鹽廢水，若不進(jìn)行處理便排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，甚至污染地下水和土壤等。南京工業(yè)純水處理設(shè)備因此通過合理有效的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)廢水零排放以及杜絕有機(jī)污染物對環(huán)境造成污染的同時，將高鹽水中的氯化鈉和Na?SO?分離出來并加以資源化回收利用，是當(dāng)前煤化工高鹽廢水處理的趨勢所在。
目前，伴隨日趨嚴(yán)苛的環(huán)保要求，越來越多的企業(yè)開始著手實(shí)施廢水“零排放”，但是相關(guān)的處理技術(shù)中仍存在一定的問題，這些問題必須引起有關(guān)人員的高度重視，才能切實(shí)保障處理后的產(chǎn)品水、鹽品符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
一、煤化工廢水的分類
1.煤化工廢水的來源
在煤化工行業(yè)中，含鹽廢水中“鹽”的來源是極為特殊的，它的產(chǎn)生與補(bǔ)充新鮮水和循環(huán)冷卻水密切相關(guān)，并且在除鹽水生產(chǎn)過程也會產(chǎn)生新的高含鹽廢水，同時在有機(jī)廢水的處理過程中，往往因?yàn)橐砑犹幚硭巹瑢?dǎo)致也會產(chǎn)生相應(yīng)的高含鹽廢水。比如，在國內(nèi)某大型煤炭企業(yè)中，煤制天然氣項(xiàng)目要以新鮮水進(jìn)行補(bǔ)充，而在這一過程中帶入進(jìn)去的鹽量就已經(jīng)超過了系統(tǒng)鹽量的一半以上，同時在生產(chǎn)過程以及水系統(tǒng)添加化學(xué)藥劑的過程中，也會產(chǎn)生近30%的鹽量。雖然能夠?qū)ρh(huán)冷卻系統(tǒng)的循環(huán)倍數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和選擇，但是廢水含鹽量卻難以實(shí)現(xiàn)真正的降低。一般而言，煤化工行業(yè)含鹽廢水的TDS往往保持在5000mg/L左右，處于較高的水平。
2.廢水的種類
對生成的廢水而言，一般將其分為“工藝有機(jī)廢水”和“含鹽廢水”兩大類。前者主要以工藝廢水和生活污水為主，污染物主要為COD，并且該類廢水中的含鹽量相對較低，對其進(jìn)行處理的過程相對較容易。有機(jī)廢水的處理過程首先要對水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行分析，然后經(jīng)過預(yù)處理和生化處理等相關(guān)措施后，將其再回用到生產(chǎn)工藝過程之中。后者來源較為廣泛，主要為煤氣凈化過程中煤氣洗滌廢水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、除鹽水系統(tǒng)排水以及在回用水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的濃水等。
二、零排放的處理技術(shù)
在煤化工業(yè)中產(chǎn)生的高含鹽廢水水質(zhì)通常會有以下幾方面特點(diǎn)：一是廢水含鹽量高的同時成分較為復(fù)雜，并且其中具有較多的雜質(zhì)離子；二是廢水中含有較多的COD，會對蒸發(fā)結(jié)晶后的鹽品品質(zhì)產(chǎn)生較大的影響；三是廢水中具有一些物質(zhì)極易導(dǎo)致結(jié)垢；四是在煤化工行業(yè)中因項(xiàng)目主要工藝不同，其產(chǎn)生廢水中含有的成分也不盡相同。因此煤化工廢水水質(zhì)具有較大的不確定性。
當(dāng)前階段在對高含鹽廢水進(jìn)行處理時，其工藝流程分為前期處理、主要流程和后期處理。
其中前期處理使用的技術(shù)包括化學(xué)軟化、催化氧化以及膜濃縮，主要目的是去除鈣離子、鎂離子和COD，從而為后續(xù)過程打下良好基礎(chǔ)；主要流程中則可通過膜法、熱法兩種方式進(jìn)行，以達(dá)到將高含鹽水廢水中的一價(jià)鹽、二價(jià)鹽進(jìn)行分離的目的；在進(jìn)行后期處理時，通常可采用蒸發(fā)結(jié)晶、冷凍結(jié)晶的方法，制出具有較高純度的氯化鈉晶體。南通純水處理設(shè)備同時，通過冷凍結(jié)晶實(shí)現(xiàn)Na?SO?的結(jié)晶，再經(jīng)過干燥系統(tǒng)，得到相應(yīng)鹽品，從而實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。
三、處理技術(shù)存在的問題以及應(yīng)對方法
結(jié)合目前部分企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)營情況，廢水的零排放的主要問題是對系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管理和控制，主要包含以下四個方面。
1）如何確保工藝流程的順暢。在對廢水進(jìn)行零排放處理時，其流程相對較長并具有一定的復(fù)雜性，其中涉及到較多的工藝，每個工藝之間聯(lián)系緊密，會互相產(chǎn)生影響。因此應(yīng)提高對每個工藝環(huán)節(jié)的重視，避免某一環(huán)節(jié)影響到其他環(huán)節(jié)的處理效果，或?qū)е潞罄m(xù)環(huán)節(jié)無法正常運(yùn)行。因此，充分保障各個處理環(huán)節(jié)有機(jī)銜接，保持工藝流程順暢對實(shí)現(xiàn)零排放具有重要意義。從我國現(xiàn)已運(yùn)行的高含鹽廢水“零排放”案例來看，蒸發(fā)結(jié)晶處理是廢水“零排放”技術(shù)應(yīng)用的瓶頸，也是擁有較多爭議的工藝環(huán)節(jié)。純鹽(如碳酸鈣、氯化鈉、Na?SO?)的結(jié)晶技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但單鹽系統(tǒng)的溶解度數(shù)據(jù)和速率常數(shù)并不適用于復(fù)雜系統(tǒng)的共沉淀鹽。其它鹽類的數(shù)量即使很少，也可能對結(jié)晶過程產(chǎn)生很大的影響。同時，煤化工高含鹽廢水的組分變化很大，這是蒸發(fā)器結(jié)垢問題難以解決的重要原因之一。
此外，有多種鹽類并存的鹵水還會在蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生泡沫，具有極強(qiáng)的腐蝕性，影響蒸發(fā)裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。通過對分鹽結(jié)晶技術(shù)的研究和現(xiàn)有蒸發(fā)器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，可以通過前處理，盡可能減少進(jìn)水中鈣、鎂及硅的含量，并通過結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化，從技術(shù)上突破蒸發(fā)器結(jié)晶及結(jié)垢問題。
2）如何加強(qiáng)水的循環(huán)利用。在充分了解各個裝置對水的實(shí)際需求量的基礎(chǔ)上，保障水資源合理分配的同時，有效提高水資源的有效利用率，從而實(shí)現(xiàn)對廢水的分質(zhì)回收再利用。南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備這就需要摸索對高含鹽廢水排放進(jìn)行控制的方法，并找到一條合適的解決途徑。
首先，在進(jìn)行零排放設(shè)計(jì)前，應(yīng)計(jì)算全流程水平衡、鹽平衡，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，同時在水系統(tǒng)循環(huán)再利用基礎(chǔ)上，考慮如何設(shè)計(jì)高鹽度廢水的處理系統(tǒng)，從而確保設(shè)計(jì)的合理性和可行性。其次，通過一水多用、循環(huán)使用等方式取代以往的定點(diǎn)回收利用方式，實(shí)現(xiàn)廢水回用點(diǎn)的增加，提高水調(diào)配的靈活性，進(jìn)而降低整體系統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。最后，在實(shí)際運(yùn)行中，要盡量避免誤操作的情況，以杜絕因?yàn)橐馔鉅顩r導(dǎo)致的水平衡被破壞的狀況發(fā)生。
3）形成的產(chǎn)品鹽的去處。因?yàn)檫M(jìn)水水質(zhì)復(fù)雜，經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶后形成的鹽（主要為Na?SO?和氯化鈉），結(jié)晶鹽品質(zhì)基本可達(dá)到《精制工業(yè)鹽》（GB/T5462-2015）二級標(biāo)準(zhǔn)，《工業(yè)無水Na?SO?》（GB/T6009-2014）Ⅱ類合格品要求，品質(zhì)較低；而從目前的使用需求來看，雖然有鹽化工、皮革制造等企業(yè)可以收購部分結(jié)晶鹽，但高昂的運(yùn)輸費(fèi)用使其望而卻步，工業(yè)化應(yīng)用較為困難，后續(xù)需從政策層面上引導(dǎo)，解決結(jié)晶鹽的出路，才能從根本上解決整體工藝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性問題。
4）如何保證產(chǎn)品的穩(wěn)定。高含鹽廢水零排放作為環(huán)保要求，已成為節(jié)能減排大勢所趨，但部分企業(yè)未經(jīng)分鹽，通過蒸發(fā)固化處理后的結(jié)晶固體，組分復(fù)雜，有害物質(zhì)濃度高，需作為危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行處理。如處理不當(dāng)，結(jié)晶鹽中的水溶性鹽類有機(jī)物會在雨水作用下形成二次污染。因此需要通過蒸發(fā)結(jié)晶、冷凍結(jié)晶的方式，實(shí)現(xiàn)廢水中的無機(jī)鹽大限度的濃縮，最終進(jìn)行結(jié)晶分鹽，得到高純度結(jié)晶鹽。
四、高鹽廢水處理技術(shù)走向及發(fā)展趨勢
首先，要不斷地對現(xiàn)有的廢水處理技術(shù)進(jìn)行改造創(chuàng)新，解決容易引起故障和停車的問題。還要充分考慮開停車及事故情況下的廢水處理措施，設(shè)置合理尺寸的事故水池以滿足開停車、試運(yùn)行、事故狀態(tài)的要求，使現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)行更加順暢。
其次，由于煤化工高含鹽廢水具有高COD、有機(jī)物組分及含量復(fù)雜的特點(diǎn)，因而采取可行且有效的預(yù)處理措施，既可降低COD，減少對生化處理的沖擊，緩和后續(xù)工段的水質(zhì)條件，又有利于整個水處理體系的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。最后，還可以利用現(xiàn)有的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)重點(diǎn)解決蒸發(fā)器傳熱面的結(jié)垢問題。由此可見，如何使結(jié)晶鹽達(dá)到工業(yè)級別，實(shí)現(xiàn)真正的無污染回用是高含鹽廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢。
對煤化工生產(chǎn)中形成的高含鹽廢水進(jìn)行合理有效的處理至關(guān)重要。南京反滲透純水處理設(shè)備針對目前零排放處理技術(shù)中存在的問題，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)引起高度重視，在中試試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對相關(guān)的處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，切實(shí)保障零排放在工程中的順利應(yīng)用。
為促進(jìn)煤化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障企業(yè)中日常生產(chǎn)生活所需的水資源合理分配，需要通過循環(huán)再利用等方法，提高水資源的有效利用率。同時，為了減少對高含鹽廢水環(huán)境的污染，在對高含鹽廢水進(jìn)行處理時，保證結(jié)晶鹽可以被再利用，促進(jìn)零排放處理技術(shù)的升級。
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