煤化工高含盐废水处理工艺—膜分离技术

　　今天为大家介绍的是——煤化工高含盐废水处理工艺—膜分离技术

　　煤化工高含盐废水TDS通常在500mg/L～5000mg/L，甚至更高。废水中的盐主要来自补充新鲜水、生产工艺过程产牛及水处理过程添加的药剂等。目前，高含盐废水的处理通常是采用膜分离或热浓缩工艺富集废水中的杂质，清水回用于循环水系统，浓水外排。部分受环境所限的企业为实现废水不外排的目的，还会采用多级浓缩技术，使杂质高度富集，进一步提高废水回用率，同时产生的高盐浓液废水单独处置。

　　膜分离技术：与热浓缩工艺相比，膜分离技术具有处理成本低、规模大、技术成熟等特点，缺点是浓缩倍数不高，通常浓缩3倍左右，虽然强化预处理后可大大提高膜分离倍数，但需要较长的预处理流程。目前膜分离技术有微滤(MF)膜分离技术、超滤(UF)膜分离技术、纳滤(NF)膜分离技术和反渗透(R0)膜分离技术等，其中用于处理高含盐废水的主要是纳滤膜分离技术和反渗透膜分离技术。

　　反渗透膜分离技术是利用反渗透膜进行分子过滤的方法，对废水处理得较为彻底，可截留溶解性盐及分子量大于100的有机物。通过反渗透装置，一方面得到COD、盐类等浓度很低、可回用的清水，另一方面得到含盐量更高的浓水，通常R0清水回收率在60%～80%。RO原本普遍应用于脱盐和纯水制备，近年来逐渐应用到了废水处理系统。但由于废水中污染物包括微生物、无机盐等浓度较高，会在膜表面沉积造成堵塞，降低出水流量和质量，因此，要维持正常运行，就必须提高进水的压力，经常清洗反渗透膜以去除污堵物，这样会缩短膜的使用寿命，提高废水处理的运行成本Ⅲ。目前，比较先进的反渗透技术为高效反渗透(HERO)，该技术先通过两级软化去除硬度，再通过脱气去除水中的二氧化碳，并使RO在pH较高的条件下运行，这样可提高硅的结垢极限，控制生物和有机物的污堵，使清水的回收率大于90%，该技术目前已经应用到多家企业的工业废水处理中。但根据海德伦膜设计手册，反渗透装置进水COD应低于36mg/L，而在废水处理中，膜浓缩处理的废水进水COD指标一般都在200mg/L以上，超负荷运行对膜寿命的影响程度目前尚无定论。纳滤膜分离技术作为一种新的膜浓缩技术，与反渗透膜分离技术相比，其操作压力更低，能耗也更低，膜对分子的截留效果略逊于反渗透，可截留多价离子、部分一价离子和分子量为200～1000的有机物，且对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液。银玉容等研究采用纳滤技术处理电镀废水，聂锦旭等研究采用纳滤技术处理矿井水，Capar等研究采用纳滤技术处理防治废水都收到了良好的效果[2]，但该技术在煤化工行业废水处理的有效性方面尚待进一步研究。

　　2热浓缩工艺：热浓缩工艺主要原理是利用热能将液体中的固体高倍浓缩，普遍设备庞大，能耗较高，目前主要有多效蒸发、机械压缩蒸发、膜蒸馏等技术。多效蒸发技术成熟，已经在海水淡化、化工行业中得到广泛应用，通过多级蒸发器的串联，清水回收率一般在90%左右。机械压缩蒸发技术利用涡轮发动机的增压原理，采用机械压缩的方法减少蒸汽消耗，可降低能耗，清水回收率一般在92%左右。膜蒸馏利用工业废热等廉价能源，对无机盐、大分子等不挥发组分的截留率接近100%，并且可处理高浓度废水，但该工艺目前还处于研究阶段。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

　　3高盐浓液处置：高含盐废水处理后产生的高盐浓液，含盐质量分数通常在20%以上，国内采用较多的处置方式有蒸发结晶、焚烧、冲灰、自然蒸发等，国外还有深井灌注等方式。

　　蒸发结晶是在热浓缩的基础上，使高盐浓液中的盐分结晶析出，达到盐分浓缩、废水不外排的目的。产物主要是盐类和有机物。GE公司的专有技术——蒸汽压缩结晶系统是热效率比较高的，该技术运行能耗较低，但设备材质要求较高，设备投资较高。该技术目前在南非Sasol煤间接液化及波兰Oebiensko煤矿等项目上已有成功运行实例，国内仅有神华集团某煤制油项目使用该技术处理催化剂制备过程产生的少量浓液，但试车阶段结晶器未能正常运行。

　　焚烧是将浓液送人焚烧炉焚烧去除水分，焚烧炉参照危险废物焚烧炉设计，以确保有毒有害物质被燃烧分解掉，且不产生二恶英等有害物质，焚烧后产生以盐类为主的残渣。该技术处理废水中的有机物较为彻底，但需要外界燃料支持，能耗比较高，同时为防止腐蚀，对设备材质要求也很高。该技术国内外的煤化工项目均没有运行实例，仅大唐某煤制天然气项目提出采用这种处理方式，目前尚处于初步设计阶段。

　　冲灰是将浓液送煤场喷洒或锅炉冲渣，废水中的盐分和有机物比较终进入灰渣，是比较简单的处置方案，但该法处置的废水量有限，目前只有一些小型煤化工项目采用该方案处置浓液。

　　自然蒸发需要建设面积足够大的池塘来贮存浓液，利用自然蒸发的方式去除水分，盐分留在塘底，一般需要对蒸发塘采用相应的防渗措施。该方式比较适合于降雨量小、蒸发量大、地广人稀地区的煤化工项目，目前国内一些位于内蒙古、新疆等地的大型煤化工项目拟采用该技术处理浓液。

　　深井灌注是指通过深井将液体污染物(灌注液)注入地下多孔的岩石或土壤中的污染物处置技术，是利用深层地质环境处理污染物的一种方式，可以使污染物不进入生物圈的物质循环，该技术对自然地质条件要求很高。目前美国已有50多年的管理经验，并制定了一整套比较完善的法规及相关的条例，我国尚无相关法律法规和技术标准。

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