煤化工含盐废水处理与综合利用研究

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煤化工含盐废水处理与综合利用研究

摘要:我国的煤炭资源相当富饶,在高需求的形势下,迫使国内煤化工赢得了快速发展,但是也引发了严重的环境污染。而含盐废水属于煤化工业的一大产物,倘若处理不当出现泄漏,则势必会影响生态环境。鉴于此,从煤化工出发,探讨了含盐废水的源头、基本性质及其处理与综合利用。

关键词:含盐废水;煤化工;处理与利用

1煤化工含盐废水的源头、基本性质

在煤化工业,一般含盐废水源自人们的生活、生产中的日常用水、煤原料配制、化学制剂等。而生产过程中形成的含盐废水,则大多源自洗涤煤气用水、工业排放的循环水等。相较于传统煤化工中形成的含盐废水,目前煤化工所产出的含盐废水基本性质有所改变,拥有更复杂的化学成分,会引发更大的污染,相应的含有盐、化学制剂等的量也显得更高。

2处理与综合利用煤化工含盐废水探讨

2.1预处理含盐废水

在煤化工业,无机盐、难降解难溶的有机物是含盐废水中的主要组成成分。通过科学地预处理,能够明显减小废水硬度、降低有机物浓度,高效回收率膜,降低浓盐水水量,可促进后续更好地运行膜系统、进行蒸发结晶。与软化除硬相比,增大了除去有机物的困难度。目前,针对含盐废水,尤其是预处理RO浓盐水,实施了大量的课题研究,其中在除去有机物方面,主要有物化法、组合法、高级氧化法等。在含盐废水中,预处理除去有机物的方法有转移、矿化这两大技术。转移需降低消耗药剂、有机物吸附材料的量;而矿化则需大幅减小能耗。在煤化工业,就处理含盐废水方面,迫切需要全面分析研究含盐废水中的水质等,以指导工艺选择,及时引进其他行业的有关成熟技术,并根据现场处理废水的基本要求,来开发、应用预处理工艺。针对废水零排放,则需要开发更高效的预处理方法,以免形成次生污染物,或者添加化学药剂,进而降低系统盐含量,以便捷地处理回用后续含盐废水。在煤化工业形成含盐废水的较高复杂性影响下,通过单一化的技术,往往会降低含盐废水中原有有机物浓度,以致无法高效提高经济性。纵观技术发展可知,通过优化组合高级氧化、物化、生化等技术,则能够互相扬长避短,产生协同效应,更好地达到预处理的目标。

2.2综合利用浓盐水

2.2.1烟气脱硫

我国针对淡化海水、煤化工浓盐水等的烟气脱硫,已赢取了明显的进展,并展开了一定的研究。例如,有学者研究了通过浓盐水的反渗透,来补充热电站烟气锅炉中氨法脱硫所需的水;通过多效蒸发后生成的25%含盐量的残液,来补充气化炉冲洗炉渣用水,并就此展开了可行性与社会经济性分析。还有学者研究了通过配比反渗透煤气化废水产生的浓盐水和CaO或者CaCO3,来配制脱硫浆料,并将其添加到燃煤锅炉后的净化烟气脱硫体系,用作脱硫剂来实现湿法或者半干法脱硫;直接用于流化床循环增湿水来实现半干法下的烟气脱硫,以综合利用浓盐水。从盐分组成角度来看,淡化海水形成的浓盐水相似于煤化工形成的浓盐水,而目前海水淡化形成的浓盐水已经成功地应用在电厂进行烟气脱硫,这能正确指导煤化工更高效地综合利用浓盐水。

2.2.2洗煤

鉴于缺水区域紧缺洗煤用水,我国选煤厂开始研究使用洗煤用的非常规水。例如,有学者通过双膜法/预处理,处理了某煤矿中的矿井废水,并在矿区人们的生活用水网中引进了系统清水,还利用反渗透形成的40m3/h浓盐水作为补充洗煤厂的水。还有学者利用预处理后形成的染色废水用作闭路循环洗煤,据检验投产运行效果发现,并没有影响洗煤厂。也有学者提出可统一规划、布局新建煤化工工业园和洗煤厂、煤矿,并利用浓盐水来供给洗煤厂、煤矿降尘生产用水,进而梯级高效利用水资源。当处理洗煤厂中的煤泥水时,应加入诸如硫酸铝、氯化钙等无机凝聚剂,以及时减少或者中和煤泥表面附带的负电,加快煤泥水沉降,减小循环水浓度,达到清水洗煤的效果。在煤化工业,形成的浓盐水盐分相似于洗煤厂中的无机凝聚剂,这有利浓盐水用于洗煤,但是还需要认真评估有机污染物、盐分等影响洗煤厂及其四周环境的情况,尤其是浓盐水中存在需要优先控制的环境污染物时必须慎用。

2.2.3微藻养殖

目前,微藻用于能源生产、固碳、废水净化等,已经发展成为研究中的热点课题。而在培养微藻中,水、碳氮源属于必需要素。在煤化工生产中,往往会大量生成含盐废水、CO2、氨氮等,所以,充分结合这两者,为有效资源化利用煤化工中污染物的方法。有学者分析了煤气化形成废水培养藻类来进行净化脱氮的内容,并提出以一定的藻种,可以高效去除掉煤气化中形成废水所含的总氮、氨氮。在微藻生物用于固碳的示范性研究项目中,分析了养殖微藻用于净化处理浓盐水的内容。通过耦合养殖微藻、处理煤化工废水的这两项技术,无疑会促进资源化废水、生物质燃料、降低二氧化碳排放量等的发展。但是,这方面还有待深入研究,在以后仍需大力研究筛选藻种、增大藻密度、优化处理工艺等内容。

2.3处置结晶盐

在煤化工业,通过蒸发高浓盐水,可以生成很多结晶盐,其中涉及浓度很高的可溶性盐与降解难的有害有机物,必须视为危险废物来处置。而目前,固化/稳定化属于安全填埋危险废物前的关键性预处理方法,主要固定有害废物,又或在惰性基材中包封好,以减小废物毒性或者迁移性,优化危险废物的基本性质,以方便处置并运输。现阶段,固化/稳定化一般通过水泥等来进行危险废物处置,且需从危险废物出发,慎选固化/稳定化的处置工艺。在煤化工业,结晶盐往往有复合有机、无机物,既有固化/稳定化是否适用还有待论证。而在安全处置煤化工产出的结晶盐方面,从技术方面尚需消除有机物干扰固化/稳定化的效果、更好地包封固化可溶性盐、长期稳定性等方面存在的缺陷,所以,急需开发研究出新的辅助药剂、固化剂、处置设备等。

3结束语

在煤化工业,原水特点以及不断提升回用率、废水浓缩倍数等的影响下,极大地增大了处理、利用含盐废水的困难度。所以,目前,在这个领域,急需立足整体规划,快速优化回收处理、资源化综合利用含盐废水的专业技术方案,以降低零排放成本、工艺运行投入,更高效地减排污染物,进而促进煤化工业的可持续发展。

参考文献

[1]胡庆彪.煤化工高含盐废水资源化处理技术的工程应用分析[J].化工管理,2019(27):121.

[2]煤化工高盐废水利用有章可循[J].化工时刊,2019,33(8):50.

[3]赵刚.煤化工高盐废水处理技术研究[J].能源与节能,2019(8):73-74.

作者:潘月松 单位:南京凯普索工程有限公司