煤化工高浓盐废水蒸发处理工艺进展

北极星环保网讯:摘要：在愈来愈严格的发展“绿色工业”要求的环境下，煤化工工业废水“零排放”逐渐成为发展趋势，而高盐废水处理成为实现这一目标的关键突破点。与生化处理、交换树脂分离技术以及超滤、反渗透等膜技术相比，利用蒸发技术处理煤化工高浓盐废水技术成熟，应用广泛，而且更适用于从盐度较高的有机废水中制取大量回用水。

分析并比较了自然蒸发、多效蒸发、机械压缩蒸发、多效闪蒸及膜蒸馏法用于高浓盐废水浓缩的优劣和应用现状，针对煤化工高浓盐废水处理所出现的问题提出相关改进建议和思路。

关键词：煤化工；高浓盐废水；蒸发；零排放

随着现代经济的快速上升，工业发展与资源和环境相互制约的问题已成为世界性关注的焦点。水资源作为工业生产过程中重要的原料、循环媒介以及产品和废料的排放载体，需用量巨大。中国工业用水正面临着利用率低、废水排放效率低以及工业发展水平与水资源分布和利用不平衡等问题。

据调查研究，中国工业用水浪费严重，重复利用率约为40%，只是发达国家的1/2［1］。近10年来，中国近1/3地区采用的工业废水处理水平与先进水平之间的差距越来越大，随着“三条红线”、“四项基本制度”和新出“水十条”的发布与执行，中国加强了对废水处理和水资源利用的监督和问责机制，工业废水只做到简单的达标排放已经不能满足现阶段资源利用和生态保护标准，高效、节约、“零排放”已成为工业用水的当今趋势。

工业废水主要来源于石化、煤矿、印染、造纸等行业，一般含有有机物、悬浮物、胶体、微生物及可溶性盐等，成分复杂，处理工艺流程长、难度大、方法综合性强。绝大多数的工业废水经过前期的物化预处理、生化处理和深度处理工艺已除去其中大部分的不溶性固体、有机物和有毒有害物质，最终排出总溶解固体（TDS）质量分数在8%以上高浓盐废水［2］的处理工艺成为实现废水“零排放”的关键环节。

1高盐废水处理现状及特点

目前，虽然高盐废水的处理方法多样，但其对于废水原料要求严格，很多工艺都不能满足处理较高盐度废水的条件。以生物法除高盐废水中的有机物为例，COD和总氮去除率随着盐度的增大会明显降低，而经驯化后的活性污泥耐盐度最高也只能达到5%［2］。

超滤、反渗透等膜技术或离子交换树脂处理高浓盐废水虽然能得到较高的水回收率［3］，但废水中高浓度的盐类离子会对膜或树脂造成严重腐蚀，且随着浓缩液浓度、黏度的不断增大，废水中有机物和Ca2+、Mg2+等易结垢离子极易堵塞膜孔或树脂，并对膜或树脂造成不可再生的污染和损害［4］。

目前，膜技术大多应用于有机物含量少的含盐废水初级浓缩过程，例如，石绍渊等［5］针对有机物虽已达到排放标准的煤化工含盐废水，采用预处理、膜过滤等操作将其COD质量浓度降低至20mg/L以下，脱色后的废水经过多级逆流倒极电渗析装置进行脱盐处理，废水回收率超过85%。

淡水和浓水在膜堆中形成逆流有效抑制了浓水室和淡水室之间的浓差扩散，也减缓了膜表面污染、结垢的速度。废水中Cl-的去除率随浓水盐度的增大而明显下降，膜面浓差极化现象加重。利用电渗析技术处理高浓盐废水所面临的问题仍集中在膜污染、腐蚀及清洗等与膜材料密切相关的技术层面。

加热蒸发工艺广泛应用于电力、石化、煤化工和采油等组成复杂的高盐废水处理，技术成熟，适用于处理盐度超过8%的废水浓缩［6］。热的高盐废水经过不断蒸发浓缩，固相盐分从中析出，溶剂蒸发转为气相后经冷凝继续循环使用。加热蒸发形式多样，其中多效蒸发和机械压缩蒸发应用广泛，而与膜分离技术耦合而成的膜蒸馏技术也受到广泛关注。

但对于组成复杂且多含有有机物的工业废水，加热蒸发过程中易挥发物质排入空气中极易造成二次污染，且巨大的能耗也成为限制加热蒸发工艺的重要因素之一。

2煤化工高浓盐废水处理现状及存在问题

2.1煤化工高浓盐废水处理背景

中国资源分布呈现贫油、少气、多煤的特点，利用煤焦化、煤电石、煤气化制取天然气、尿素等的传统煤化工，以及通过煤液化、煤气化制取醇醚燃料和烯烃等新型煤化工工艺早已成为当今能源利用研究的热点。

然而，煤化工需水量巨大，与生产企业所处地域水资源情况严重失衡，加之近几年来环境资源问题日益严重，国内外加大对工业生产废物的排放控管，煤化工废水“零排放”已成为废水处理的最终发展趋势。煤化工废水按其组成可以分为有机废水和含盐废水两类，其中含盐废水处理后期所得到的高浓盐水产物的处理工艺成为实现废水“零排放”的关键。

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