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煤化工污水处理中零排放技术应用研究(上海晶宇环境工程股份有限公司，上海 201900)摘要:水资源与水环境是影响煤化工行业发展的重要因素，为了促进煤化工企业发展，需要充分应用零排放技术处理污水，在减少费用投入的同时，也有效控制了对水资源的浪费与水环境的污染。本文首先对煤化工污水进行概述，然后介绍了在煤化工污水处理中常见的几种零排放技术，最后结合实际分析了零排放技术在煤化工污水处理中的具体应用。关键词:煤化工；污水处理；零排放技术中图分类号:X784 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)04-0159-03Abstract:Water resources and water environment are important factors affecting the development of coal chemical industry.In order to promote the development of coal chemical enterprises,it is necessary to fully apply zero discharge technology to treat sewage,reduce the cost input,but also effectively control the waste of water resources and the pollution of water environment.This paper first provides an overview of coal chemical sewage and then introduces several common zero discharge technologies used in coal chemical sewage treatment.Finally,the specific application of zero discharge technology in coal chemical sewage treatment is analyzed combined with the actual situation.Key words:coal chemical industry;sewage treatment;zero discharge technologyThe research on the application of zero discharge technology in coal chemical industry sewage treatmentDOU Hongbin,DU Fengqiang(Shanghai Jingyu Environmental Engineering Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China)我国能源结构整体上表现出煤炭多、石油少的特征，加快煤化工能源技术发展意义重大。但煤化工行业对水的需求很大，在生产中会形成大量废水，这是企业生产环节需要重点应对的问题。这体现了零排放技术的重要性，不仅可以提高污水处理的效果与经济性，也能避免对环境造成污染，为煤化工行业发展奠定基础。1煤化工污水概述煤化工污水是通过化学处理后形成化学产品、能源的污水，由于煤化工污水成因、成分等均不同，我们将其分为以下两类：第一类废水来源为循环水排水、脱盐水排水、反渗析浓水等。污水内盐分含量较大，将为环境带来较大污染，是一种含盐废水。第二类废水形成于气化、净化、合成等工序，主要成分是 COD、NH3-N 等。与一级污水相比，其盐分含量并不高，但成分上更为复杂，且难以被分解，对环境的污染也更为严重。因为含有大量的有机物，所以被称之为有机污水1。对煤化工含盐污水与有机污水来说，后者治理难度更大，其成分组成也多种多样，如酚类、醇类等分解难度较大的物质，氨氮等毒性较强的废水等。而煤化工企业在苯酚、氨水等回收利用率很低，有机污水被处理后，NH3-N、COD等指标仍然未达到低于300mg/L规定，从而对环境污染很大。由于污水中含有苯酚、杂醇等，也会增加污水降解难度。收稿日期：2023-06-28 作者简介：豆宏斌，工程师，研究方向为水污染控制。豆宏斌，杜峰强Vol.36 No.4Jul.,2023第 36 卷 第 4 期2023 年 7 月黑 龙 江 环 境 通 报HEI LONG JIANG ENVIRONMENTAL JOURNAL160第 36 卷项目控制指标来水指标pH6 96 9总硬度/（mgL-1）1 500750 950（Ca2+）/（mgL-1）350140 190（HCO3-）/（mgL-1）60025 45电导率/（Scm-1）5 0004 450 4 750（CODcr）/（mgL-1）15075 95表 1 来水的水质指标2煤化工污水处理中常用零排放技术2.1 生物法由于微生物种类不同，细致可以分成厌氧/好氧生物处理技术。近年来煤化工行业发展速度很快，工业废水成分也更加复杂，包含了大量降解难度极大的有机物、有毒污染物等2。若是单一物理、化学等手段无法有效处理，应考虑应用微生物法，发挥其代谢作用，达到高度净化污水中有机物质的目的。生物法不仅成本投入小，而且具有操作方便简单等优点。煤化工污水处理过程中，常采用二次处理方法，而微生物在酸碱度、温度、养分含量等方面有一定要求，很难适应环境改变，毒性极强，会增加废水降解难度3。因此，为了提高煤化工污水零排放处理效果，需要将实行生物物理结合法、化学生物结合法等。2.2 膜分离浓缩与分质结晶工艺受到国家政策、零排放标准等影响，煤化工企业需要有完善的零排放体系，才能保证通过审批。煤化工污水基本上来自于原料气、纯化塔、沉淀池等，是企业发展中需要重点解决的问题。而应用膜分离浓缩技术、分质结晶技术等，都能对污水处理达到零排放效果。通过膜浓缩技术处理煤化工污水，能够实现废水的再生，在分盐、结晶器处理后，确保废水可以生产与循环使用4。将硫酸钠、氯化钠晶体进行分离后，可以达到副产物生成的规定，不仅可以解决废水污染，还能通过回收后让资源得到重新利用。这样既避免煤化工污水排放引起的污染问题，也能够为企业带来一定经济效益。2.3 膜浓缩技术随着浓度的增加，投入的设备、成本等也更高，并减少生产的浓水，为降低投资与操作成本带来不利因素5。所用浓缩技术上的不同，在入水范围上存在较大差异，需要结合水质情况确定具体的浓缩技术或工艺组合，才能提高污水处理的经济性。常规 RO 技术已经发展很成熟，在浓缩工艺上要确定高压反渗与电渗析的选择。其中高压反渗透技术与常规反渗透在技术原理上差不多，通过产生的压力差，促使水在膜中流入淡水，达到浓缩原水的目的。电渗析过程中通过离子交换与直流电场，达到有效对水的去除目标。高压、反渗透、电渗析在技术上不同，主要体现在操作参数、性能与使用范围等方面，电渗析浓缩高于 DTRO，具有较强的耐钙、镁、硅等性能。因为浓水内 COD、硅等能及时被处理，能够保护后续蒸发体系，结晶后获得固态，促使无机盐纯度提高6。且高压反渗透装置简单，操作稳定性强，盐分去除效果好。纳滤工艺属于新型膜分离技术，主要处理煤化工软化水，特别是对硫酸根、钙镁等去除率超过95%。获得的氯化钠纯度极高，通过蒸发、结晶等流程，鞥狗显著提高氯化钠纯度。氯化钠、硫酸钠等不能通过纳滤膜，在经历蒸发、结晶以及冻结后，能有效保障硫酸钠的纯度。纳滤膜还能截留污水中的有机物，且产水端有机物含量不高，能够提高氯化钠纯度。对非渗透浓水来说，有机物含量较高，需要应用氧化工艺处理有机物，也能获得高纯度硫酸钠。3煤化工污水处理中零排放技术应用 实例分析3.1 水质情况某煤化工企业零排放技术处理二甲醚及烯烃浓盐水，由于水质成分较多，硬度和含盐量很大，污水处理中出水必须满足开式循环水补水相关规定。如表 1 所示，记录了来水的水质指标。3.2 处理流程在处理二甲醚及煤基烯烃浓盐水时，先在污水处理站初步处理污水，将其中的悬浮物、COD、氨氮等含量进行降低，出水达到排放要求后，在回水站进行处理。下水通过有效处理后，在污水零排黑 龙 江 环 境 通 报161第 4 期表 2 污水零排放出水指标图 1 污水排放处理工艺流程项目控制指标实际出水pH6 97 8总硬度/（mgL-1）2006 10电导率/（Scm-1）700120 140浊度/NTU 50 2（CODcr）/（mgL-1）256 8（氨氮）/（mgL-1）30 1（Cl-）/（mgL-1）10022 283.4 成本分析将零排放技术应用到煤化工污水处理中，费用占比最大的两项是电费、药剂费。通过细致核算，按照进水量进行计算，吨水耗电为 78kWh，吨水药剂不超过 3 元。4结语总之，面对煤化工行业产生的污水，需要在源头上进行处理，充分发挥出零排放技术的作用，最大限度降低废水排放。由于煤化工污水中有机物含量、浓度等均不一样，需要结合废水实际情况合理选择零排放处理工艺。同时也要注重对煤化工污水的资源化处理与回收，既保证废水回收效率实现提升，也能够提高煤化工装置经济效益，为煤化工行业未来进一步发展夯实基础。参考文献：1陈德海,裴增文,高亮,等.黄金湿法提纯酸性废水处理工艺的工业应用 J.云南冶金,2019,48(4):52-56.2赵玉潮,曾香梅.综合污水处理零排放工程设计与实践 J.山东冶金,2018,40(5):51-53.3 洪 流,邱 再 林,李 海 伦.通 过 中 水 回 用 实 现 陶瓷 色 料 生 产 污 水 零 排 放 工 艺 研 究 J.佛 山 陶瓷,2019,29(10):31-34.4李耀武,李凯.当前零排放技术在煤化工污水处理中的应用 J.化工管理,2020(3):41-42.5尚鸣,王莹,裴燕伟,等.零排放在煤化工污水处理中的应用展望 J.区域治理,2019(46):149-151.6金奕.某煤化工项目升级改造废水处理技术研究 J.上海化工,2019,44(7):28-31.豆宏斌，等：煤化工污水处理中零排放技术应用研究放处理站中进行处理。采取“预处理+双膜+倒极电渗析+蒸发结晶”的方式，处理规模在 700m3/h左右，如图 1 所示，为污水零排放处理流程。其中设置反渗透装置，能够让污水脱盐率超过 97%，全面截留污水中的胶体、细菌、相对分子质量的有机物等，为解决酸、碱和酸碱回用水带来的污染，保障出水在水质上更加可靠和稳定，大大减少了费用投入。3.3 处理效果通过 3 个月的运行，出水指标如表 2 所示。预处理单元选择化学软化手段，确保来水硬度在30mg/L 以下，双膜单元采用两级膜回收方式，两级回收率超过 85%，倒极电渗析浓水电导率必须达到10104S/cm。膜法处理污水中回收率超过 95%，有效控制了热法结晶规模。蒸发结晶为 MVR 工艺，结晶盐产量在70t/d左右，化学污泥量在35t/d左右。浓盐水软化药剂泥饼外运滤液废水调节池污泥脱水机回用水池蒸发结晶倒极电渗析反渗析浓水池反渗析超滤产水箱超滤污泥池反应池沉淀池中和池过滤池外运回用至结晶盐循环水