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一、膜處理工藝。
經(jīng)過(guò)預處理后的廢水,需進(jìn)行脫鹽處理。目前在我國已經(jīng)應用的除鹽工藝方法有離子交換法和反滲透膜法兩大類(lèi)。離子交換法因為樹(shù)脂再生過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量酸堿,只適合廢水中含鹽量不高的場(chǎng)合,而煤化工污水回用水電導率一般為2000~3000μS/cm,故反滲透膜法較為廣泛應用于煤化工污水回用系統。為了保證反滲透單元的收水率,同時(shí)減少膜污染導致的頻繁清洗,反滲透膜之前均設置了超濾膜,組成常規的雙膜工藝。
超濾系統的作用是去除水中的懸浮物,包括膠體、細菌等雜質(zhì),為反滲透提供合格的進(jìn)水,保證反滲透進(jìn)水的濁度小于0.2NTU,污染指數小于3,保證反滲透系統的安全運行,降低反滲透系統化學(xué)清洗頻率,延長(cháng)反滲透膜使用壽命。煤化工項目中常采用外壓式中空纖維管式超濾膜,較常用的膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF)。
反滲透裝置處理后污水脫鹽率可以達到97%以上。并能將水中大部分的細菌、膠體及大分子量的有機物截留。反滲透膜廣泛應用于煤化工行業(yè)回用水處理。提高煤化工項目污水回用水率,從根本上降低了酸、堿以及酸堿廢水的環(huán)境污染問(wèn)題,且出水水質(zhì)穩定可靠,運行費用低。
二、濃鹽水處理。
回用水站的反滲透產(chǎn)水回用于循環(huán)水補水,濃水進(jìn)入濃鹽水處理站。零排放項目越到后端,投資及運行費用越高。為減輕末端熱法蒸發(fā)結晶單元規模,可復核含鹽量,在含鹽量允許情況下,濃鹽水可進(jìn)行再脫鹽濃縮,以提高水回收率。目前,煤化工濃鹽水處理工藝多樣,以總進(jìn)水含鹽量2000mg/L,水量是1500t/h項目為例。
(1)常規工藝:(化學(xué)軟化+沉淀+過(guò)濾+濃水雙膜),濃水鹽分最終可以濃縮到30g/L,實(shí)現15倍濃縮,最終蒸發(fā)結晶單元規模100t/h;
(2)高效反滲透:(化學(xué)軟化+沉淀+過(guò)濾+離子交換軟化+濃水雙膜+高效反滲透),最終濃水鹽分濃縮到60g/L之后進(jìn)蒸發(fā)結晶單元,濃縮30倍后蒸發(fā)結晶規模是50t/h;
(3)電滲析工藝:采用(化學(xué)軟化+沉淀+過(guò)濾+離子交換軟化+高級氧化+濃水雙膜+電滲析)的處理工藝,最終濃水鹽分可以濃縮到150g/L,75倍濃縮后蒸發(fā)結晶規模是20t/h。
三、蒸法結晶工藝。
經(jīng)膜法濃縮后的高濃鹽水含鹽量高,鹽質(zhì)量分數約6%~15%,難以回收利用,為了實(shí)現污水“零排放”,需要進(jìn)一步濃縮處理。目前濃縮處理工藝有蒸發(fā)塘和熱法蒸發(fā)結晶兩大類(lèi),蒸發(fā)塘工藝因其受場(chǎng)地及環(huán)境因素限制,目前多不采用。熱法蒸發(fā)結晶因其占地面積少,結晶鹽可控制等優(yōu)勢目前被廣泛應用于零排放技術(shù)的末端。
熱法結晶產(chǎn)出的鹽分,被大部分煤化工項目所在地區的環(huán)保部門(mén)定義為危廢,外運處理費用超過(guò)2000元/t,為減少企業(yè)環(huán)保負擔,熱法結晶工藝可以通過(guò)控制蒸發(fā)結晶單元的設計參數達到鹽分至產(chǎn)品級的目的,最后分出的氯化鈉產(chǎn)品達到GB/T5462—2003《工業(yè)鹽》中日曬工業(yè)鹽二級標準,硫酸鈉產(chǎn)品達到GB/T6009—2014《工業(yè)無(wú)水硫酸鈉》中Ⅲ類(lèi)合格品標準,雜鹽含量小于總鹽量的15%。需要說(shuō)明的是,熱法結晶工藝本身只能處理鹽,濃鹽水中的有機物還需要前端控制,如控制不到位,則需要蒸發(fā)結晶段定期排放母液,以保證熱法結晶系統的正常運行及產(chǎn)品鹽的品質(zhì)。
廢水零排放是現階段煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大環(huán)保問(wèn)題。零排放技術(shù)的選擇需要從設計優(yōu)化、工藝應用、現場(chǎng)運行管理等方面系統考慮。國內正開(kāi)展中試或工業(yè)示范的電滲析、正滲透、納濾等膜法分離濃縮工藝以及熱法、冷法分質(zhì)結晶技術(shù)仍需加強論證,同時(shí)盡快建立高含鹽廢水副產(chǎn)結晶鹽產(chǎn)品標準。
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