煤化工廢水處理分析

煤化工是指以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程。主要包括煤的氣化、液化、干餾以及焦油加工和電石乙炔化工等。煤化學(xué)加工過程通過熱加工和催化加工，可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。產(chǎn)品主要包括煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制芳烴、煤制油、煤制天然氣等。

一、廢水來源

煤化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水主要來自煤的一次化學(xué)加工過程，包括主要來源的煤氣洗滌廢水，以及輔助生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢水。

根據(jù)廢水的類型及形成主要有:

1、煤炭熱解用煤中含有的水，以及煤料受熱裂解以水蒸氣形式析出、再經(jīng)冷凝器冷凝成的廢水。

2、煤加壓氣化過程中所含的飽和水分會(huì)隨著煤氣冷凝時(shí)逐步形成冷凝水，這些冷凝水通常會(huì)匯入噴淋冷卻系統(tǒng)循環(huán)使用，而多余的冷凝水作為廢水排出。

3、煤氣凈化過程中產(chǎn)生的洗滌廢水。

4、二次加工合成化學(xué)品產(chǎn)生的廢水。

5、輔助設(shè)施產(chǎn)生的廢水，主要為化水站產(chǎn)生的反滲透濃水以及循環(huán)水系統(tǒng)的排污水等。

6、其他廢水主要包括生產(chǎn)沖洗水、初期雨水等。7、其他特種廢水，如煤直接液化催化生產(chǎn)廢水。

二、廢水特點(diǎn)

1、水量大

在煤化工生產(chǎn)過程，噸產(chǎn)品耗水量在5-20噸之間，煤制油、煤制烯烴、煤制甲醇、煤制乙二醇和煤制天然氣單位產(chǎn)品取水量，分別約為9.4立方米/噸、20立方米/噸、10立方米/噸、20.8立方米/噸和8.6立方米/千標(biāo)方

2、 成分復(fù)雜

廢水中含有大量的固體懸浮物以及酚和氨，另外還有300多種污染物質(zhì)，像是鹽分、焦油、苯酚、氰化物硫化物、COD和色度硬度等，那么勢必會(huì)加大煤化工廢水的毒性，這也給廢水處理和零排放帶來巨大的難度。

例如焦化廢水主要來自煤煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收精制等過程產(chǎn)生的廢水，其廢水排放量大，成分復(fù)雜，典型的廢水水質(zhì):

含酚1000~1400 mg/L

氨氮2000 mg/L左右

COD3500~6000 mg/L

氰化物7~70 mg/L

同時(shí)含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環(huán)化合物和聯(lián)苯、萘等多環(huán)芳香化合物(PAHS)。

三、廢水處理

1、預(yù)處理

脫酚、脫氨、除油、除懸浮物及除硬度工藝將廢水中的大部分酚類、氨、酸性氣體(二氧化碳、硫化氫)油類物質(zhì)、懸浮物和污泥脫除或回收并軟化廢水降低廢水的生物毒性。

2、生化處理

厭氧生物處理和好氧生物處理主要借助微生物的分解作用把污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物，使污水得到凈化。

3、回水處理

煤化工廢水回用裝置進(jìn)水根據(jù)水質(zhì)可分成生化污水(污水處理的出水，工藝裝置排放的污水經(jīng)過預(yù)處理生化處理后的出水)和清凈廢水(除鹽廢水站、循環(huán)水系統(tǒng)、熱電站等排放的污水)。

(1)回用預(yù)處理分為除硬工藝和除懸浮物工藝(混凝沉淀工藝、過濾工藝)，過濾單元常規(guī)采用多介質(zhì)過濾器、砂濾、活性炭過濾器或其他填料過濾器。

(2)回用處理除鹽工藝方法有離子交換法、膜法、蒸餾法以及膜法和離子交換法結(jié)合的脫鹽工藝等。

離子交換法除鹽工藝:適合用于水中含鹽量較低的場合，尤其適用于鍋爐補(bǔ)給水的深度除鹽，但當(dāng)處理含鹽量較高的污水時(shí)，該工藝仍存在樹脂再生過程中需消耗大量酸、堿，其排放液又會(huì)污染環(huán)境的缺點(diǎn)。

膜法分離除鹽工藝:目前已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)具有操作方便，設(shè)備緊湊，工作環(huán)境安全，節(jié)約能耗和藥劑的優(yōu)點(diǎn)。膜分離技術(shù)主要包含微濾(MF)、超濾(UF)、電滲析(ED)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。膜法除鹽的主體工藝是反滲透(RO)技術(shù)，為反滲透做預(yù)處理的工藝有超濾(UF)和精濾(MF)技術(shù)，可以根據(jù)原水不同的水質(zhì)組合成各種不同的流程。

4、濃鹽水處理

煤化工反滲透產(chǎn)生的濃鹽水鹽分高、硬度高、硅含量高、有機(jī)物含量高，可生化性差等特點(diǎn)，通常是膜濃縮處理后，使?jié)恹}水量大幅下降，減少未端蒸發(fā)結(jié)晶負(fù)荷。(1)濃鹽水預(yù)處理分為除有機(jī)物工藝、除硬和除硅工藝。

(2)濃鹽水膜分離與濃縮處理包括超濾(UF)技術(shù):納濾(NF)技術(shù)、反滲透(RO)技術(shù);目前濃鹽水深度濃縮采用的工藝有高效雙膜濃縮(NF+RO)、高效反滲透(HERO)、振動(dòng)膜(DM)、電滲析(ED)、超高壓膜(UHPRO)、正滲透(FO)等。

高效雙膜濃縮(NF+RO):工藝抗有機(jī)物污染強(qiáng):反滲透運(yùn)行壓力低，操作簡單，產(chǎn)水水質(zhì)好;納濾和反滲透的組合工藝主要利用納濾膜對二價(jià)鹽的選擇性截留特性，實(shí)現(xiàn)一價(jià)鹽氯離子和鈉離子和二價(jià)鹽硫酸根在液相中的分離。

高效反滲透(HERO):工藝在高pH值模式下運(yùn)行:有機(jī)物、硅溶解性提高，微生物活性降低，膜耐顆粒膠體、有機(jī)物和細(xì)菌污染性強(qiáng)，膜通量高。適用濃縮處理硅含量高的濃鹽水。

(3)蒸發(fā)結(jié)晶處理高濃度廢水技術(shù)分為自然蒸發(fā)和機(jī)械蒸發(fā)。高鹽廢水的處理方法還是以熱法蒸發(fā)技術(shù)為主，煤化工高鹽廢水目前傾向采用分步分鹽的工藝路線

利用廢水中無機(jī)鹽的析鹽規(guī)律，令每一種無機(jī)鹽以單鹽形式依次析出。

廢水零排放系統(tǒng)工藝過程關(guān)系圖:

四、煤化工廢水零排放工藝(案例)

1、規(guī)模為1200m3/h，處理經(jīng)生化處理過的合格污水，經(jīng)自清洗過濾器、超濾(UF)、反滲透(RO)處理后，反滲透(RO)產(chǎn)水送入回用水管網(wǎng)回用，濃水送入濃鹽水處理裝置進(jìn)一步處理。

回用工序1工藝流程圖:

2、規(guī)模為600m3/h，處理全廠清凈廢水，包括脫鹽水裝置反滲透濃水、多介質(zhì)過濾器反洗廢水、循環(huán)水排污水等。經(jīng)高密度沉淀池、多介質(zhì)過濾器、超濾(UF)反滲透(RO)處理后，反滲透(R0)產(chǎn)水送入回用水管網(wǎng)回用，濃水送入濃鹽水處理裝置進(jìn)一步 處理。

回用工序2工藝流程圖