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摘要:我國的煤炭資源相當富饒,在高需求的形勢下,迫使國內煤化工贏得了快速發展,但是也引發了嚴重的環境污染。而含鹽廢水屬于煤化工業的一大產物,倘若處理不當出現泄漏,則勢必會影響生態環境。鑒于此,從煤化工出發,探討了含鹽廢水的源頭、基本性質及其處理與綜合利用。
關鍵詞:含鹽廢水;煤化工;處理與利用
1煤化工含鹽廢水的源頭、基本性質
在煤化工業,一般含鹽廢水源自人們的生活、生產中的日常用水、煤原料配制、化學制劑等。而生產過程中形成的含鹽廢水,則大多源自洗滌煤氣用水、工業排放的循環水等。相較于傳統煤化工中形成的含鹽廢水,目前煤化工所產出的含鹽廢水基本性質有所改變,擁有更復雜的化學成分,會引發更大的污染,相應的含有鹽、化學制劑等的量也顯得更高。
2處理與綜合利用煤化工含鹽廢水探討
2.1預處理含鹽廢水
在煤化工業,無機鹽、難降解難溶的有機物是含鹽廢水中的主要組成成分。通過科學地預處理,能夠明顯減小廢水硬度、降低有機物濃度,高效回收率膜,降低濃鹽水水量,可促進后續更好地運行膜系統、進行蒸發結晶。與軟化除硬相比,增大了除去有機物的困難度。目前,針對含鹽廢水,尤其是預處理RO濃鹽水,實施了大量的課題研究,其中在除去有機物方面,主要有物化法、組合法、高級氧化法等。在含鹽廢水中,預處理除去有機物的方法有轉移、礦化這兩大技術。轉移需降低消耗藥劑、有機物吸附材料的量;而礦化則需大幅減小能耗。在煤化工業,就處理含鹽廢水方面,迫切需要全面分析研究含鹽廢水中的水質等,以指導工藝選擇,及時引進其他行業的有關成熟技術,并根據現場處理廢水的基本要求,來開發、應用預處理工藝。針對廢水零排放,則需要開發更高效的預處理方法,以免形成次生污染物,或者添加化學藥劑,進而降低系統鹽含量,以便捷地處理回用后續含鹽廢水。在煤化工業形成含鹽廢水的較高復雜性影響下,通過單一化的技術,往往會降低含鹽廢水中原有有機物濃度,以致無法高效提高經濟性??v觀技術發展可知,通過優化組合高級氧化、物化、生化等技術,則能夠互相揚長避短,產生協同效應,更好地達到預處理的目標。
2.2綜合利用濃鹽水
2.2.1煙氣脫硫
我國針對淡化海水、煤化工濃鹽水等的煙氣脫硫,已贏取了明顯的進展,并展開了一定的研究。例如,有學者研究了通過濃鹽水的反滲透,來補充熱電站煙氣鍋爐中氨法脫硫所需的水;通過多效蒸發后生成的25%含鹽量的殘液,來補充氣化爐沖洗爐渣用水,并就此展開了可行性與社會經濟性分析。還有學者研究了通過配比反滲透煤氣化廢水產生的濃鹽水和CaO或者CaCO3,來配制脫硫漿料,并將其添加到燃煤鍋爐后的凈化煙氣脫硫體系,用作脫硫劑來實現濕法或者半干法脫硫;直接用于流化床循環增濕水來實現半干法下的煙氣脫硫,以綜合利用濃鹽水。從鹽分組成角度來看,淡化海水形成的濃鹽水相似于煤化工形成的濃鹽水,而目前海水淡化形成的濃鹽水已經成功地應用在電廠進行煙氣脫硫,這能正確指導煤化工更高效地綜合利用濃鹽水。
2.2.2洗煤
鑒于缺水區域緊缺洗煤用水,我國選煤廠開始研究使用洗煤用的非常規水。例如,有學者通過雙膜法/預處理,處理了某煤礦中的礦井廢水,并在礦區人們的生活用水網中引進了系統清水,還利用反滲透形成的40m3/h濃鹽水作為補充洗煤廠的水。還有學者利用預處理后形成的染色廢水用作閉路循環洗煤,據檢驗投產運行效果發現,并沒有影響洗煤廠。也有學者提出可統一規劃、布局新建煤化工工業園和洗煤廠、煤礦,并利用濃鹽水來供給洗煤廠、煤礦降塵生產用水,進而梯級高效利用水資源。當處理洗煤廠中的煤泥水時,應加入諸如硫酸鋁、氯化鈣等無機凝聚劑,以及時減少或者中和煤泥表面附帶的負電,加快煤泥水沉降,減小循環水濃度,達到清水洗煤的效果。在煤化工業,形成的濃鹽水鹽分相似于洗煤廠中的無機凝聚劑,這有利濃鹽水用于洗煤,但是還需要認真評估有機污染物、鹽分等影響洗煤廠及其四周環境的情況,尤其是濃鹽水中存在需要優先控制的環境污染物時必須慎用。
2.2.3微藻養殖
目前,微藻用于能源生產、固碳、廢水凈化等,已經發展成為研究中的熱點課題。而在培養微藻中,水、碳氮源屬于必需要素。在煤化工生產中,往往會大量生成含鹽廢水、CO2、氨氮等,所以,充分結合這兩者,為有效資源化利用煤化工中污染物的方法。有學者分析了煤氣化形成廢水培養藻類來進行凈化脫氮的內容,并提出以一定的藻種,可以高效去除掉煤氣化中形成廢水所含的總氮、氨氮。在微藻生物用于固碳的示范性研究項目中,分析了養殖微藻用于凈化處理濃鹽水的內容。通過耦合養殖微藻、處理煤化工廢水的這兩項技術,無疑會促進資源化廢水、生物質燃料、降低二氧化碳排放量等的發展。但是,這方面還有待深入研究,在以后仍需大力研究篩選藻種、增大藻密度、優化處理工藝等內容。
2.3處置結晶鹽
在煤化工業,通過蒸發高濃鹽水,可以生成很多結晶鹽,其中涉及濃度很高的可溶性鹽與降解難的有害有機物,必須視為危險廢物來處置。而目前,固化/穩定化屬于安全填埋危險廢物前的關鍵性預處理方法,主要固定有害廢物,又或在惰性基材中包封好,以減小廢物毒性或者遷移性,優化危險廢物的基本性質,以方便處置并運輸?,F階段,固化/穩定化一般通過水泥等來進行危險廢物處置,且需從危險廢物出發,慎選固化/穩定化的處置工藝。在煤化工業,結晶鹽往往有復合有機、無機物,既有固化/穩定化是否適用還有待論證。而在安全處置煤化工產出的結晶鹽方面,從技術方面尚需消除有機物干擾固化/穩定化的效果、更好地包封固化可溶性鹽、長期穩定性等方面存在的缺陷,所以,急需開發研究出新的輔助藥劑、固化劑、處置設備等。
3結束語
在煤化工業,原水特點以及不斷提升回用率、廢水濃縮倍數等的影響下,極大地增大了處理、利用含鹽廢水的困難度。所以,目前,在這個領域,急需立足整體規劃,快速優化回收處理、資源化綜合利用含鹽廢水的專業技術方案,以降低零排放成本、工藝運行投入,更高效地減排污染物,進而促進煤化工業的可持續發展。
參考文獻
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作者:潘月松 單位:南京凱普索工程有限公司