今天為大家介紹的是——煤化工高含鹽廢水處理工藝—膜分離技術(shù)

　　煤化工高含鹽廢水TDS通常在500mg/L～5000mg/L，甚至更高。廢水中的鹽主要來自補(bǔ)充新鮮水、生產(chǎn)工藝過程產(chǎn)牛及水處理過程添加的藥劑等。目前，高含鹽廢水的處理通常是采用膜分離或熱濃縮工藝富集廢水中的雜質(zhì)，清水回用于循環(huán)水系統(tǒng)，濃水外排。部分受環(huán)境所限的企業(yè)為實現(xiàn)廢水不外排的目的，還會采用多級濃縮技術(shù)，使雜質(zhì)高度富集，進(jìn)一步提高廢水回用率，同時產(chǎn)生的高鹽濃液廢水單獨處置。

　　膜分離技術(shù)：與熱濃縮工藝相比，膜分離技術(shù)具有處理成本低、規(guī)模大、技術(shù)成熟等特點，缺點是濃縮倍數(shù)不高，通常濃縮3倍左右，雖然強(qiáng)化預(yù)處理后可大大提高膜分離倍數(shù)，但需要較長的預(yù)處理流程。目前膜分離技術(shù)有微濾(MF)膜分離技術(shù)、超濾(UF)膜分離技術(shù)、納濾(NF)膜分離技術(shù)和反滲透(R0)膜分離技術(shù)等，其中用于處理高含鹽廢水的主要是納濾膜分離技術(shù)和反滲透膜分離技術(shù)。

　　反滲透膜分離技術(shù)是利用反滲透膜進(jìn)行分子過濾的方法，對廢水處理得較為徹底，可截留溶解性鹽及分子量大于100的有機(jī)物。通過反滲透裝置，一方面得到COD、鹽類等濃度很低、可回用的清水，另一方面得到含鹽量更高的濃水，通常R0清水回收率在60%～80%。RO原本普遍應(yīng)用于脫鹽和純水制備，近年來逐漸應(yīng)用到了廢水處理系統(tǒng)。但由于廢水中污染物包括微生物、無機(jī)鹽等濃度較高，會在膜表面沉積造成堵塞，降低出水流量和質(zhì)量，因此，要維持正常運行，就必須提高進(jìn)水的壓力，經(jīng)常清洗反滲透膜以去除污堵物，這樣會縮短膜的使用壽命，提高廢水處理的運行成本Ⅲ。目前，比較先進(jìn)的反滲透技術(shù)為高效反滲透(HERO)，該技術(shù)先通過兩級軟化去除硬度，再通過脫氣去除水中的二氧化碳，并使RO在pH較高的條件下運行，這樣可提高硅的結(jié)垢極限，控制生物和有機(jī)物的污堵，使清水的回收率大于90%，該技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用到多家企業(yè)的工業(yè)廢水處理中。但根據(jù)海德倫膜設(shè)計手冊，反滲透裝置進(jìn)水COD應(yīng)低于36mg/L，而在廢水處理中，膜濃縮處理的廢水進(jìn)水COD指標(biāo)一般都在200mg/L以上，超負(fù)荷運行對膜壽命的影響程度目前尚無定論。納濾膜分離技術(shù)作為一種新的膜濃縮技術(shù)，與反滲透膜分離技術(shù)相比，其操作壓力更低，能耗也更低，膜對分子的截留效果略遜于反滲透，可截留多價離子、部分一價離子和分子量為200～1000的有機(jī)物，且對單價陰離子鹽溶液的脫除率低于高價陰離子鹽溶液。銀玉容等研究采用納濾技術(shù)處理電鍍廢水，聶錦旭等研究采用納濾技術(shù)處理礦井水，Capar等研究采用納濾技術(shù)處理防治廢水都收到了良好的效果[2]，但該技術(shù)在煤化工行業(yè)廢水處理的有效性方面尚待進(jìn)一步研究。

　　2熱濃縮工藝：熱濃縮工藝主要原理是利用熱能將液體中的固體高倍濃縮，普遍設(shè)備龐大，能耗較高，目前主要有多效蒸發(fā)、機(jī)械壓縮蒸發(fā)、膜蒸餾等技術(shù)。多效蒸發(fā)技術(shù)成熟，已經(jīng)在海水淡化、化工行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，通過多級蒸發(fā)器的串聯(lián)，清水回收率一般在90%左右。機(jī)械壓縮蒸發(fā)技術(shù)利用渦輪發(fā)動機(jī)的增壓原理，采用機(jī)械壓縮的方法減少蒸汽消耗，可降低能耗，清水回收率一般在92%左右。膜蒸餾利用工業(yè)廢熱等廉價能源，對無機(jī)鹽、大分子等不揮發(fā)組分的截留率接近100%，并且可處理高濃度廢水，但該工藝目前還處于研究階段。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3高鹽濃液處置：高含鹽廢水處理后產(chǎn)生的高鹽濃液，含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在20%以上，國內(nèi)采用較多的處置方式有蒸發(fā)結(jié)晶、焚燒、沖灰、自然蒸發(fā)等，國外還有深井灌注等方式。

　　蒸發(fā)結(jié)晶是在熱濃縮的基礎(chǔ)上，使高鹽濃液中的鹽分結(jié)晶析出，達(dá)到鹽分濃縮、廢水不外排的目的。產(chǎn)物主要是鹽類和有機(jī)物。GE公司的專有技術(shù)——蒸汽壓縮結(jié)晶系統(tǒng)是熱效率比較高的，該技術(shù)運行能耗較低，但設(shè)備材質(zhì)要求較高，設(shè)備投資較高。該技術(shù)目前在南非Sasol煤間接液化及波蘭Oebiensko煤礦等項目上已有成功運行實例，國內(nèi)僅有神華集團(tuán)某煤制油項目使用該技術(shù)處理催化劑制備過程產(chǎn)生的少量濃液，但試車階段結(jié)晶器未能正常運行。

　　焚燒是將濃液送人焚燒爐焚燒去除水分，焚燒爐參照危險廢物焚燒爐設(shè)計，以確保有毒有害物質(zhì)被燃燒分解掉，且不產(chǎn)生二惡英等有害物質(zhì)，焚燒后產(chǎn)生以鹽類為主的殘渣。該技術(shù)處理廢水中的有機(jī)物較為徹底，但需要外界燃料支持，能耗比較高，同時為防止腐蝕，對設(shè)備材質(zhì)要求也很高。該技術(shù)國內(nèi)外的煤化工項目均沒有運行實例，僅大唐某煤制天然氣項目提出采用這種處理方式，目前尚處于初步設(shè)計階段。

　　沖灰是將濃液送煤場噴灑或鍋爐沖渣，廢水中的鹽分和有機(jī)物比較終進(jìn)入灰渣，是比較簡單的處置方案，但該法處置的廢水量有限，目前只有一些小型煤化工項目采用該方案處置濃液。

　　自然蒸發(fā)需要建設(shè)面積足夠大的池塘來貯存濃液，利用自然蒸發(fā)的方式去除水分，鹽分留在塘底，一般需要對蒸發(fā)塘采用相應(yīng)的防滲措施。該方式比較適合于降雨量小、蒸發(fā)量大、地廣人稀地區(qū)的煤化工項目，目前國內(nèi)一些位于內(nèi)蒙古、新疆等地的大型煤化工項目擬采用該技術(shù)處理濃液。

　　深井灌注是指通過深井將液體污染物(灌注液)注入地下多孔的巖石或土壤中的污染物處置技術(shù)，是利用深層地質(zhì)環(huán)境處理污染物的一種方式，可以使污染物不進(jìn)入生物圈的物質(zhì)循環(huán)，該技術(shù)對自然地質(zhì)條件要求很高。目前美國已有50多年的管理經(jīng)驗，并制定了一整套比較完善的法規(guī)及相關(guān)的條例，我國尚無相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

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