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摘要：煤化工是以煤为原料生产燃料及化学制品的过程，是我国燃料化工的主体，煤化工行业的发展离不开水，属高耗水行业，而煤储量丰富的地区往往也是水资源匮乏、纳污能力差的地区。现代煤化工产业除了面临水资源短缺、分布不均等问题外，水污染问题也日益严重，成为煤化工行业的重要制约因素。
关键词：煤化工废水再生；浓盐水处理工艺
我国的煤化工项目目前主要分布在西北等煤炭资源相对丰富的地区，新型煤化工企业规模及耗水量巨大，煤转化新鲜水耗一般在2.5 t/t 以上。而这些地区水资源分布极少，或者处于环境较为敏感的地区，因此，水环境容量十分有限。废水中ＣＯＤ含量大多在5000ｍｇ／Ｌ左右、氨氮含量在200～500ｍｇ／Ｌ左右，其中的有机污染物主要有多环芳香化合物、酚类和含氧、氮、硫的杂环化合物。煤化工废水是典型的含有难降解有机化合物的生产废水煤化工废水中难降解有机化合物主要是吡啶、联苯、咔唑、三联苯等；易降解有机化合物主要是苯类、酚类化合物，比如有吡咯、呋喃、萘、眯唑等。
一、现状
近年来，国内外研究者不断提出新的方法和技术用于处理煤化工废水，但各有利弊。一是普通活性污泥工艺难以承受如此高浓度的难降解物质，即使在短时间内取得较高的COD去除率，但出水中难降解有机物含量依然较高、脱氮效率很低。二是生物膜法能够较好地保持污泥量，但COD去除效率低，负荷低，难以处理大流量煤化工废水。当煤化工废水中难降解污染物或有机氮含量较高时，单纯生物处理工艺将难以稳定达标，采用物化处理工艺能够减少废水中难降解有机物的含量和改善废水可生化性，减轻生物工艺的处理负荷，为废水达标排放或回用奠定良好的基础条件。
二、煤化工废水再生处理
1.脱盐深度处理与回用煤气化废水中除了氨氮、有机物之外，还含有一定量的无机盐。传统的深度处理工艺（混凝、高级氧化等）对于无机盐没有去除作用，产水直接回用会造成无机盐在系统中的累积，对设备造成损害。因此，一般采用脱盐技术进行深度处理，才能满足工业循环冷却水回用要求。而最大限度地提高水回收率，减少浓水排放量，实现近零排放，是脱盐深度处理的重点。膜分离技术是利用膜的选择性对不同粒径组分的选择性通过，实现料液选择性分离的技术。根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。膜分离过程是物理过程，不伴随有相的变化。以陶瓷球为载体，经表面挂膜、增菌处理使微生物细胞附着在陶瓷球表面形成菌膜。处理气化洗焦废水时COD去除率达90.4%，对废水中苯、萘、菲、喹啉、异喹啉和吡啶的去除率也较好。膜处理产生大量的浓盐水是实现废水“零排放”的瓶颈，浓盐水处理技术有常规处理、膜浓缩、高浓盐水蒸发、超高浓度浓盐水喷雾结晶等技术。
2.水煤浆灰水和粉煤气化的废水处理。针对这些问题，研究人员分别针对厌氧和好氧工段进行相应的优化，开发了两级厌氧工艺、上流式厌氧污泥床反应器、序批式活性污泥床反应器、膨胀颗粒污泥床反应器、粉末活性炭-活性污泥反应器、流动床生物膜反应器等新型生化处理技术，应用于煤气化废水处理，成效显著。同时，针对煤气化废水中酚类、吡啶、喹啉等典型污染物，培育、筛选功能性细菌以及探索新型生物降解机理，也是强化煤气化废水生化处理单元效能的重要途径。将脱酚菌作为微生物添加剂添加至生物接触氧化反应器中，提高了生化处理对于典型污染物的去除，COD去除率达到78%，总酚去除率可达80%。以甲醇为共代谢基质，可以有效降低煤气化废水的毒性，提高可生化性，强化了对于COD、总酚的去除。
3.循环水和锅炉水排污处理。锅炉运行期间排污装置不按要求安装、排污操作没有任何依据、甚至不排污是我们经常会碰到的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其实锅炉排污水处理的重要组成部分，是保证锅水水质达到国家水质标准要求的重要手段。实行有计划地、科学地排污，是保持锅水水质良好、减缓或防止水垢结生、保证蒸汽质量、防止锅炉金属腐蚀的重要措施。当含有各种杂质的锅水经不断蒸发、浓缩，杂质的浓度逐渐增大，当达到一定程度时就会给锅炉带来一系列不良后果，如水垢的迅速生成、锅筒内水面发泡以至产生气水共腾、蒸汽品质恶化、锅炉金属腐蚀等。若不及时有效地排出锅外，不仅恶化锅水品质，还有可能生二次水垢，威胁锅炉安全经济运行。因此锅炉安装排污装置时必须按要求，司炉工和水质化验工应相互配合勤排、少排、均衡排以确保锅炉水质达标。对高硅含量的软化水，在保证锅水相对碱度合格的情况下，适当少量添加可防止受热面结硅垢。
三、浓盐水处理工艺
1.国内富煤地区常面临水资源匮乏，非常规水洗煤逐渐得到选煤厂的重视。传统洗煤厂煤泥水处理需要投加无机电解质凝聚剂，如氯化钙、硫酸铝等，中和或降低煤泥表面的负电，提高煤泥水沉降速度，降低循环水浓度，实现清水洗煤。而煤化工高盐废水盐分组成与洗煤厂常用无机凝聚剂组分相近，这对开展浓盐水洗煤有利。煤化工浓盐水可作为洗煤厂洗煤补充水，浓盐水中Ca2+、Mg2+等阳离子改善煤泥水沉降性能。目前尚无煤化工高盐废水洗煤中试或工程应用报道，工程实施需针对具体煤质与高盐废水水质开展适应性研究，评估高盐废水盐分、有机污染物等对洗煤厂及周围环境的影响。
2.高盐废水、结晶盐固化处置。国内研究指出，含盐废液掺煤循环流化床焚烧处理技术上可行。结合含盐废液循环流化床焚烧处置技术和高盐煤配煤发电工程经验，煤化工高盐废水及结晶盐循环流化床锅炉掺烧固化处置新思路，并针对煤制气废水结晶盐和原料煤煤灰硅、铝含量高的特点进行了烧结实验。研究表明，煤灰样对钠盐有明显的固化作用，这为煤化工项目实现废水零排放和结晶盐危废安全处置提供了新的解决途径。从工程应用考虑，高盐废水及结晶盐掺烧固化技术仍需开展系统研究与工业试验，同时结合具体煤化工项目废水结晶盐性质，配套电厂原料煤煤质及动力锅炉型号进行模拟计算，为产业化实施提供保障。
3.结晶盐作为制碱原料盐。国内环保技术商和煤化工企业进行了高盐废水分质结晶中试及工业示范，产出NaCl和Na2SO4结晶盐纯度分别达到98%以上，这为煤化工废水结晶盐作为氯碱行业、纯碱行业粗原料提供了有利条件。为此煤化工高盐废水分质结晶盐产品指标控制需参照制碱行业原料要求，这也是煤化工结晶盐能否用于下游制碱行业的关键所在。这就需要强化高盐废水净化预处理，以及上游废水生化处理的效果。未来煤化工高盐废水结晶盐产品用作制碱原料盐，仍需开展大量试验研究。
四、发展方向
煤化工废水中难降解有机物含量高、成分复杂，现有的单一处理工艺较为成熟，但出水均无法满足回用的要求，而多种工艺的联合处理则可以形成互补，在煤化工废水处理过程中达到比较好的效果，因此，开发高效复合处理新工艺将是煤化工废水处理的研究方向之一。高级氧化法具有反应时间短、反应过程可控、水质普适性强、氧化降解彻底等优点，一直是学者的重点研究内容，但目前该技术高成本、高能耗的问题限制了其大规模的应用，开发具有实际应用可行性的高级氧化技术将是废水处理研究的热点之一。膜处理技术具有无相变、无化学反应、选择性好、适应性强、能耗低等优点，在煤化工废水处理中有着广泛的应用前景，新型功能膜材料开发、制备技术优化、分离效果和水通量提高、使用寿命延长等将是未来膜研究工作的主要方向。浓盐水处理是世界性的难题，相关新技术的开发近年来也倍受学者关注。
煤化工废水的达标排放或回用，不仅可以实现煤化工废液零排放，破解水资源污染的难题，也是我国煤化工产业健康发展的重要保障。
参考文献：
［1］叶洪军．外循环厌氧工艺处理鲁奇煤制气废水的研究［J］．哈尔滨工业大学学报，2018，42（6）：907－909．
［2］崔英豪，陈瑞芳，等. 基于零排放浓盐水处理技术的发展[J]. 环境工程，2018，31（S1）：263-265.
［3］晋银佳，孙海峰，等. 燃煤电厂高盐废水“零排放”处理工艺及技术经济分析[J]. 华电技术，2018，39（12）：46-49
论文作者:王淑娟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：废水论文; 煤化工论文; 结晶论文; 盐水论文; 技术论文; 锅炉论文; 工艺论文; 《防护工程》2019年第4期论文;