煤化工廢水處理分析

煤化工是指以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程。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。煤化學加工過程通過熱加工和催化加工，可以使煤轉化為各種燃料和化工產品。產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

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

根據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隨著煤氣冷凝時逐步形成冷凝水，這些冷凝水通常會匯入噴淋冷卻系統(tǒng)循環(huán)使用，而多余的冷凝水作為廢水排出。

3、煤氣凈化過程中產生的洗滌廢水。

4、二次加工合成化學品產生的廢水。

5、輔助設施產生的廢水，主要為化水站產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廢水。

二、廢水特點

1、水量大

在煤化工生產過程，噸產品耗水量在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/千標方

2、 成分復雜

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，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、煤氣凈化及化工產品回收精制等過程產生的廢水，其廢水排放量大，成分復雜，典型的廢水水質:

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、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物轉化為簡單的無機物，使污水得到凈化。

3、回水處理

煤化工廢水回用裝置進水根據水質可分成生化污水(污水處理的出水，工藝裝置排放的污水經過預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，尤其適用于鍋爐補給水的深度除鹽，但當處理含鹽量較高的污水時，該工藝仍存在樹脂再生過程中需消耗大量酸、堿，其排放液又會污染環(huán)境的缺點。

膜法分離除鹽工藝:目前已經成為產業(yè)化的高新技術具有操作方便，設備緊湊，工作環(huán)境安全，節(jié)約能耗和藥劑的優(yōu)點。膜分離技術主要包含微濾(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，為反滲透做預處理的工藝有超濾(UF)和精濾(MF)技術，可以根據原水不同的水質組合成各種不同的流程。

4、濃鹽水處理

煤化工反滲透產生的濃鹽水鹽分高、硬度高、硅含量高、有機物含量高，可生化性差等特點，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)結晶負荷。(1)濃鹽水預處理分為除有機物工藝、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:納濾(NF)技術、反滲透(RO)技術;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):工藝抗有機物污染強:反滲透運行壓力低，操作簡單，產水水質好;納濾和反滲透的組合工藝主要利用納濾膜對二價鹽的選擇性截留特性，實現(xiàn)一價鹽氯離子和鈉離子和二價鹽硫酸根在液相中的分離。

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

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

利用廢水中無機鹽的析鹽規(guī)律，令每一種無機鹽以單鹽形式依次析出。

廢水零排放系統(tǒng)工藝過程關系圖:

四、煤化工廢水零排放工藝(案例)

1、規(guī)模為1200m3/h，處理經生化處理過的合格污水，經自清洗過濾器、超濾(UF)、反滲透(RO)處理后，反滲透(RO)產水送入回用水管網回用，濃水送入濃鹽水處理裝置進一步處理。

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、多介質過濾器反洗廢水、循環(huán)水排污水等。經高密度沉淀池、多介質過濾器、超濾(UF)反滲透(RO)處理后，反滲透(R0)產水送入回用水管網回用，濃水送入濃鹽水處理裝置進一步 處理。

回用工序2工藝流程圖