煤化工废水处理方法ED-RO耦合技术与煤化工废水零排放工程

1）、活性污泥法

普通活性污泥法处理煤化工废水氨氮去除效果差，水中氰化物及高氨氮浓度易毒害微生物，破坏微生物正常生长环境，而且对难降解的有机物处理效果差，因此难以满足当前水处理的要求。为了弥补缺点，产生了许多工艺强化和改进措施，如通过氧化预处理提高B/C，降低水的毒性；通过生物驯化措施，提高微生物的耐受能力；改进曝气方式以提高溶解氧浓度。虽然能使处理效果得到改善，但氨氮的去除效果很差，还需要进一步联合脱氮工艺，才能达标排放。

2）、生物脱氮工艺

由于煤化工废水含氮高，采用生物脱氮工艺成为煤化工废水二级处理的必然选择，核心就是调节不同阶段池中的溶解氧含量，合理控制控制硝化和反硝化过程，同时去除有机物。目前普遍采用的是厌氧好氧组合脱氮工艺，此外还有短程硝化-反硝化和同步硝化-反硝化技术等。

3、氧化/还原法处理煤化工废水

氧化/还原法特别是氧化法在水处理中得到广泛的应用，通过使用氧化/还原剂促进水中污染物的化学结构的变化，从而降低污染物毒性或对生物的抑制性，提高可生化性，或从根本上解决色度等问题。

通常需要催化剂来提高效率，如pH调节，生物酶、金属催化剂等。化学氧化是普遍采用的水处理方法，一般用于处理难降解、对微生物有毒性和抑制性的废水，从而提高可生化性，通过与生物法结合可以达到很好的效果。对于饮用水及生化出水中微量有害物质，也经常会采用化学氧化法处理。氧化法在发展过程中衍生出了高级氧化法，在此过程中产生了羟基自由基，氧化更彻底，反应速率更快。

概述

水和能源问题将长期成为中国经济发展的瓶颈，能源问题涉及全球资源分布与地缘政治的复杂性，而水资源问题能通过提高管理水平和先进工业技术得以舒缓，因此很多先进的工业节水技术陆续进入中国煤化工产业环境市场。

采用日本ASTOM株式会社采用1-1价选择性离子膜的ED设备，在高盐废水的“零排放”以及“固废资源化”的处置中成功应用，以其浓度大于200g/L，吨水能耗6-9度电/吨水的浓缩工序，以及集成了复杂盐相的分质化结晶工序的ZLD工艺包，为中国煤化工产业实现可持续发展提供一套新的解决方案，将中国煤化工ZLD工艺技术提升到一种更为经济适用合理现实的程度。

这套方案在伊泰煤制油有限公司大路示范厂项目中试中，以及后续南通王子制纸项目、河北磁县鑫宝化工项目、阳煤集团MDO项目实施中不断验证和完善，在此向广大中国煤化工产业界的有识之士做一次深度推介。

要最大限度回收水资源，实践中通过ED-RO耦合工艺能够实现废水深度处理与资源化回收，此外ED路线产生高盐卤水具有高洁净的特性，从而可对无机盐进行结晶回收，采用分质结晶技术是对固废实现资源化利用的一条有效途径。

但是无论任何处理技术，在高盐废水的处理中首先必须设置完善的预处理工艺，解决好污染性有机物、硬度离子的脱除过程，才能达到资源化回收的可能。我们必须承认，无论是难降解有机物的脱除，高盐相中钙镁离子的脱除等，都是要面对的技术难点，工艺的复杂性和庞大的投资，使得处理工艺过程的合理性和经济性堪忧。

因此正是基于对工艺的合理性和经济性考虑，我们认为ED离子膜-特别是1-1价选择性离子膜的出现，由于其独特的离子交换特性，可对一个复杂的离子态物相系进行分离，为煤化工的高盐废水处理带来新的机遇，而且这在清洁生产、环境保护、能量转化和组成等方面发挥重要作用，特别适合于现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要，成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分，其所面向的国家重大需求是多目标、多方面的需求领域。可以看出离子交换膜在解决水和能源危机、环境保护和清洁化工生产等领域中有重要作用。

01工厂化海水制盐

上个世纪六十年代，日本以海水浓缩制盐为目标开展离子膜和电渗析技术的研究,1972年国会通过了“废除盐田法制盐法案”以后，日本完全实现了电渗析法工厂化制盐。但是工厂化制盐很长一段时间由于能耗较高和投资较大，产业发展进展并不顺利，直到八十年代的1-1价离子交换膜研制成功，使耗电和盐纯度大大提高，工厂化制盐逐步取代了传统沿海盐田法路线，在其后的三十年中，1-1价选择性离子膜在垃圾渗透液、海水稀缺离子提取、化工分离、催化剂回收、发酵法有机酸反应工艺中，得到了广泛的应用。成为与欧洲热法MVR路线迥然不同的一种技术路线，并受到全球产业界关注。

1-1价选择性离子膜：

所谓的一价离子膜是在朝向脱盐隔室的阳膜面和阴膜面分别涂着与膜固定基团相反电荷的高分子材料，形成对多价反离子较强的静电排斥作用，以阻止多价离子通过膜。作用原理示于图。NEOsepta均相离子膜是日本ASTOM株式会社的膜产品，离子膜全称为离子交换功能膜，1-1价选择性离子膜是在均相离子膜的基础上，对膜表面进行荷电层的浸涂处理，使之具有一架离子选择性的功能，是目前全球应用最广泛的选择性离子膜品牌。越来越多的实践表明选择性在现实中具有很大的工程化意义。

1-1价选择性离子膜的迁徙原理

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