煤化工高含鹽廢水處理工藝—膜分離技術

　　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

　　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充新鮮水、生產工藝過程產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，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，使雜質高度富集，進一步提高廢水回用率，同時產生的高鹽濃液廢水單獨處置。

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

　　反滲透膜分離技術是利用反滲透膜進行分子過濾的方法，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原本普遍應用于脫鹽和純水制備，近年來逐漸應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，降低出水流量和質量，因此，要維持正常運行，就必須提高進水的壓力，經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，比較先進的反滲透技術為高效反滲透(HERO)，該技術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，這樣可提高硅的結垢極限，控制生物和有機物的污堵，使清水的回收率大于90%，該技術目前已經應用到多家企業(yè)的工業(yè)廢水處理中。但根據(jù)海德倫膜設計手冊，反滲透裝置進水COD應低于36mg/L，而在廢水處理中，膜濃縮處理的廢水進水COD指標一般都在200mg/L以上，超負荷運行對膜壽命的影響程度目前尚無定論。納濾膜分離技術作為一種新的膜濃縮技術，與反滲透膜分離技術相比，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處理電鍍廢水，聶錦旭等研究采用納濾技術處理礦井水，Capar等研究采用納濾技術處理防治廢水都收到了良好的效果[2]，但該技術在煤化工行業(yè)廢水處理的有效性方面尚待進一步研究。

　　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，普遍設備龐大，能耗較高，目前主要有多效蒸發(fā)、機械壓縮蒸發(fā)、膜蒸餾等技術。多效蒸發(fā)技術成熟，已經在海水淡化、化工行業(yè)中得到廣泛應用，通過多級蒸發(fā)器的串聯(lián)，清水回收率一般在90%左右。機械壓縮蒸發(fā)技術利用渦輪發(fā)動機的增壓原理，采用機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更多相關技術文檔。

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

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

　　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計，以確保有毒有害物質被燃燒分解掉，且不產生二惡英等有害物質，焚燒后產生以鹽類為主的殘渣。該技術處理廢水中的有機物較為徹底，但需要外界燃料支持，能耗比較高，同時為防止腐蝕，對設備材質要求也很高。該技術國內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物比較終進入灰渣，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，目前國內一些位于內蒙古、新疆等地的大型煤化工項目擬采用該技術處理濃液。

　　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，是利用深層地質環(huán)境處理污染物的一種方式，可以使污染物不進入生物圈的物質循環(huán)，該技術對自然地質條件要求很高。目前美國已有50多年的管理經驗，并制定了一整套比較完善的法規(guī)及相關的條例，我國尚無相關法律法規(guī)和技術標準。

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