煤化工含盐废水处理与综合利用探讨_纪钦洪

煤、水、氧气是煤化工产业的三大资源要素。我国煤炭资源和水资源总体呈逆向分布，煤化工产业布局受煤炭资源主导，使得产业发展中水资源配置问题凸显[1]。以煤制油为例，吨产品消耗煤炭3～4t，消耗水资源8～12t[2]。而水资源稀缺区域往往水环境容量也不足，甚至缺乏纳污水体，大量废水面临无处可排的困境。受水资源和水环境问题的双重制约，国内煤化工项目纷纷提出废水零排放方案。废水零排放是在对水系统进行合理划分的基础上，结合废水特点，实现最大程度的处理回用，不再以废水的形式外排至自然水体的设计方案。“十一五”期间，报国家审查的煤化工项目中提出废水零排放的项目达到15个，但建成试生产只有1个，处于开工准备期有3个，其余尚未建成[3]。1煤化工含盐废水及零排放按水质和水量，煤化工废水主要分为煤气化有机废水和含盐废水。含盐废水包括生化处理达标废水和清净废水，总溶解固体（TDS）含量1～3g/L[4]。含盐废水盐类物质主要来自补充新鲜水，脱盐水系统排出的浓盐水，以及循环水系统、有机废水处理系统投加的药剂等。国内某煤制天然气项目补充新鲜水（以黄河为水源）带入的盐量超过整个系统盐量的57%，其次是生产过程和水系统投加化学药剂引入的盐量，分别为29%和13.6%[5]。从盐组成看，煤化工含盐废水中无机离子以Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等为主[6-8]。煤化工含盐废水处理呈现盐含量逐级递增、水量递减、处理难度加大的特点，根据水质、水量的差别，工艺选择有所不同。典型的煤化工含盐废水零排放流程，如图1所示。对盐含量不高的生化达标废水和清净废水，多采用双膜法。运行中需要控制进水COD、BOD、氨氮浓度，以减轻有机污垢和微生物污染，提高膜处理效率和寿命。双膜法除盐后，清水可作为循环冷却水系统的补充水，浓盐水组成复杂，水量约占处理量的35%，TDS质量浓度10g/L左右[9]。国内有煤化工企业将该浓盐水回用于煤场、渣场[5，8，10]，但容易扩散污染物，造成二次污染。浓盐水水量较大，仍需减量。膜浓缩是主要处理工艺，如高效反渗透[11-12]、振动膜[4]等。但在膜浓缩处理前，需降低Ca2+、Mg2+、Ba2+等结垢离子和有机物浓度，可采用石灰软化法[13-14]、纳滤膜法[15-16]等。膜浓图1煤化工含盐废水零排放流程Fig.1Flowchartofzeroreleaseofsalinewastewaterincoalchemicalindustry�������������������������������������������������������!��#�����������煤化工含盐废水处理与综合利用探讨纪钦洪1，于广欣1，张振家2（1.中海油研究总院新能源研究中心，北京100028；2.上海交通大学，上海200240）摘要：含有难降解有机物以及高浓度无机盐离子是煤化工含盐废水的主要特点。膜处理是煤化工含盐废水处理回用的主体工艺。膜前预处理对去除含盐废水硬度、有机物起到关键作用。针对浓盐水综合利用及结晶盐处置，分析了烟气脱硫、洗煤、养殖微藻，以及固化/稳定化等技术途径，指出各技术的特点、适用性及存在问题,并对煤化工含盐废水处理与综合利用技术开发提出了建议。关键词：煤化工；含盐废水；综合利用中图分类号：X784文献标识码：A文章编号：1000-3770(2014)11-0008-005收稿日期：2014-03-12作者简介：纪钦洪（1982－），男，工程师，研究方向为煤化工和废水处理技术；电子邮件：jiqh@cnooc.com.cn第40卷第11期20