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煤化工高含鹽廢水處理技術存在問題和發展趨勢

      煤化工行業對我國工業的發展和進步具有重要意義。在煤化工的日常生產中，會產生大量的高鹽廢水，若不進行處理便排放，會對環境造成嚴重的污染，甚至污染地下水和土壤等。因此通過合理有效的技術，在實現廢水零排放以及杜絕有機污染物對環境造成污染的同時，將高鹽水中的氯化鈉和硫酸鈉分離出來并加以資源化回收利用，是當前煤化工高鹽廢水處理的趨勢所在。
      一、煤化工廢水的分類
      1.廢水的種類
      對生成的廢水而言，一般將其分為“工藝有機廢水”和“含鹽廢水”兩大類。“工藝有機廢水”主要以工藝廢水和生活污水為主，污染物主要為COD，并且該類廢水中的含鹽量相對較低，對其進行處理的過程相對較容易。有機廢水的處理過程首先要對水質特點進行分析，然后經過預處理和生化處理等相關措施后，將其再回用到生產工藝過程之中。“含鹽廢水”來源較為廣泛，主要為煤氣凈化過程中煤氣洗滌廢水、循環水系統排水、除鹽水系統排水以及在回用水處理系統中產生的濃水等。
      2.煤化工廢水的來源
      在煤化工行業中，含鹽廢水中“鹽”的來源是極為特殊的，它的產生與補充新鮮水和循環冷卻水密切相關，并且在除鹽水生產過程也會產生新的高含鹽廢水，同時在有機廢水的處理過程中，往往因為要添加處理藥劑，導致也會產生相應的高含鹽廢水。
      二、零排放的處理技術
      在煤化工業中產生的高含鹽廢水水質通常會有以下幾方面特點：1、是廢水中含有較多的COD，會對蒸發結晶后的鹽品品質產生較大的影響。2、是廢水含鹽量高的同時成分較為復雜，并且其中具有較多的雜質離子。3、是廢水中具有一些物質極易導致結垢。4、是在煤化工行業中因項目主要工藝不同，其產生廢水中含有的成分也不盡相同。因此煤化工廢水水質具有較大的不確定性。
      當前階段在對高含鹽廢水進行處理時，其工藝流程分為前期處理、主要流程和后期處理。
      其中前期處理使用的技術包括化學軟化、催化氧化以及膜濃縮，主要目的是去除鈣離子、鎂離子和COD，從而為后續過程打下良好基礎；主要流程中則可通過膜法、熱法兩種方式進行，以達到將高含鹽水廢水中的一價鹽、二價鹽進行分離的目的；在進行后期處理時，通常可采用蒸發結晶、冷凍結晶的方法，制出具有較高純度的氯化鈉晶體。同時，通過冷凍結晶實現硫酸鈉的結晶，再經過干燥系統，得到相應鹽品，從而實現廢水的零排放。
      三、處理技術存在的問題以及應對方法
      結合目前部分企業的實際生產和運營情況，廢水的零排放的主要問題是對系統風險進行管理和控制，主要包含以下四個方面。
       1、是如何加強水的循環利用。在充分了解各個裝置對水的實際需求量的基礎上，保障水資源合理分配的同時，有效提高水資源的有效利用率，從而實現對廢水的分質回收再利用。這就需要摸索對高含鹽廢水排放進行控制的方法，并找到一條合適的解決途徑。首先，在進行零排放設計前，應計算全流程水平衡、鹽平衡，并對數據進行相應的分析，同時在水系統循環再利用基礎上，考慮如何設計高鹽度廢水的處理系統，從而確保設計的合理性和可行性。其次，通過一水多用、循環使用等方式取代以往的定點回收利用方式，實現廢水回用點的增加，提高水調配的靈活性，進而降低整體系統的環境風險。最后，在實際運行中，要盡量避免誤操作的情況，以杜絕因為意外狀況導致的水平衡被破壞的狀況發生。
      2、是如何保證產品的穩定。高含鹽廢水零排放作為環保要求，已成為節能減排大勢所趨，但部分企業未經分鹽，通過蒸發固化處理后的結晶固體，組分復雜，有害物質濃度高，需作為危險固體廢棄物進行處理。如處理不當，結晶鹽中的水溶性鹽類有機物會在雨水作用下形成二次污染。因此需要通過蒸發結晶、冷凍結晶的方式，實現廢水中的無機鹽最大限度的濃縮，最終進行結晶分鹽，得到高純度結晶鹽。
      3、是如何確保工藝流程的順暢。在對廢水進行零排放處理時，其流程相對較長并具有一定的復雜性，其中涉及到較多的工藝，每個工藝之間聯系緊密，會互相產生影響。因此應提高對每個工藝環節的重視，避免某一環節影響到其他環節的處理效果，或導致后續環節無法正常運行。因此，充分保障各個處理環節有機銜接，保持工藝流程順暢對實現零排放具有重要意義。此外，有多種鹽類并存的鹵水還會在蒸發器內產生泡沫，具有極強的腐蝕性，影響蒸發裝置的連續、穩定運行。通過對分鹽結晶技術的研究和現有蒸發器運行經驗的積累，可以通過前處理，盡可能減少進水中鈣、鎂及硅的含量，并通過結構形式的優化，從技術上突破蒸發器結晶及結垢問題。
      4、是形成的產品鹽的去處。因為進水水質復雜，經過蒸發結晶后形成的鹽（主要為硫酸鈉和氯化鈉），結晶鹽品質基本可達到《精制工業鹽》（GB/T5462-2015）二級標準，《工業無水硫酸鈉》（GB/T6009-2014）Ⅱ類合格品要求，品質較低；而從目前的使用需求來看，雖然有鹽化工、皮革制造等企業可以收購部分結晶鹽，但高昂的運輸費用使其望而卻步，工業化應用較為困難，后續需從政策層面上引導，解決結晶鹽的出路，才能從根本上解決整體工藝技術的經濟性問題。
      四、高鹽廢水處理技術走向及發展趨勢
      首先，要不斷地對現有的廢水處理技術進行改造創新，解決容易引起故障和停車的問題。還要充分考慮開停車及事故情況下的廢水處理措施，設置合理尺寸的事故水池以滿足開停車、試運行、事故狀態的要求，使現有技術運行更加順暢。其次，由于煤化工高含鹽廢水具有高COD、有機物組分及含量復雜的特點，因而采取可行且有效的預處理措施，既可降低COD，減少對生化處理的沖擊，緩和后續工段的水質條件，又有利于整個水處理體系的穩定、高效運行。最后，還可以利用現有的蒸發結晶技術重點解決蒸發器傳熱面的結垢問題。由此可見，如何使結晶鹽達到工業級別，實現真正的無污染回用是高含鹽廢水處理技術的發展趨勢。
      五、結語
      對煤化工生產中形成的高含鹽廢水進行合理有效的處理至關重要。針對目前零排放處理技術中存在的問題，專業技術人員應引起高度重視，在中試試驗基礎上，對相關的處理技術進行優化，切實保障零排放在工程中的順利應用。為促進煤化工行業的可持續發展，保障企業中日常生產生活所需的水資源合理分配，需要通過循環再利用等方法，提高水資源的有效利用率。同時，為了減少對高含鹽廢水環境的污染，在對高含鹽廢水進行處理時，保證結晶鹽可以被再利用，促進零排放處理技術的升級。

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