現代煤化工是以煤為原料生產碳一化學品及其衍生物的新型化工產 業，也是近幾年快速發展并逐步成長起來的大型煤化工產業。 隨著全國各 類煤化工項目的密集建設和發展， 采取以環境和資源可承受能力為基礎 的高效率、低能耗、低污染、低排放的經濟發展方式，是現代煤化工惟一可 接受的可持續發展道路。 尤其是處于大西北多旱少雨的地區，水資源再利 用與環境保護問題日益突出。 可以說，煤化工的環保問題，歸根到底是發 展方式與節能減排的問題。 要解決煤化工的環保問題，首先要解決高鹽水 治理與排放的問題，做到工業廢水“ 近零排放”是當前現代煤化工亟待需 要解決的重要問題之一。


1 高鹽水的來源與特點
1.1 高鹽水來源 現代煤化工高鹽水中的鹽分主要來自于循環水、除鹽水制備環節帶入和濃縮的， 以及工業廢水處理與再利用過程中添加的各種藥劑和產生 的濃鹽水。據現有項目分析，一個煤化工項目補充新鮮水（ 以黃河為水源） 帶入 的鹽量超過整個系統鹽量的 1/2 以上， 其次是生產過程和水系統添加化 學藥劑產生的鹽量，占總鹽量的 1/3 以上。這表明，要降低水中的含鹽量達 到節水目的，可以通過確定合理的循環倍數和加藥方式得以實現，但最難 解決的是工業廢水循環再利用后產生的 15~30%（ 體積百分比）濃鹽水。
1.2 高鹽水特點 根據日常水質檢測結果來看，煤化工高鹽水總體呈現排放量大、水質變化小、氯離子含量偏高、水質含鹽量較穩定且普遍不高等特點。 其組成 主要以有機物和無機鹽類為主，CODcr 一般在 60～120mg/l，TDS 一般在 1900～3000mg/l，NH3-N 含量極低，水體感觀性狀良好，清澈透底、無明顯 異味。 因煤化工生產工藝不同，排水水質的各項指標略有差異，以上水質 特點僅代表本企業實際情況。

2 高鹽水處理技術概述 根據煤化工高鹽水的特點及處置需求，現階段通常采用的高鹽水處理工藝有膜分離技術、熱蒸發技術以及兩種技術形成的組合工藝三大類。 2.1 膜分離技術[1,2] 膜分離技術是利用膜對混合物中各組分選擇透過性能的差異來分離、提純和濃縮目標物質的新型分離技術。 目前，在化工及石油工業領域 已廣泛應用的膜分離技術有五種，分別是超濾、微濾、納濾、滲析和反滲 透。按照脫鹽能力的大小可將其進行初步劃分，即微濾＜超濾＜納濾≤電滲 析＜反滲透。
（1）超濾、微濾、納濾膜分離技術 超濾、微濾、納濾主要用于氣、液相微粒、細菌以及其他污染物的截留去除， 最小截留分子量可達 80~1000Dal。 尤其是對標準有機物和 NaCl、 MgSO4、CaCl2 溶液的截留率最高可達 90%，可以有效去除懸浮物（ SS）、膠 體等相對較大的顆粒物，以達到凈化、分離、濃縮的目的。 但以上技術的脫 鹽效果并不理想，其一般可作為料液的澄清、保安過濾、空氣除菌、大分子 有機物的分離與純化等。
（ 2）電滲析與反滲透膜分離技術 電滲析與反滲透是脫鹽技術中常用的兩種方法。 前者是以電位差作為推動力，后者則是以滲透壓作為推動力的膜分離過程。 近些年來，這兩 種技術也得到了進一步的改良與優化， 主要體現在倒極式電滲析（ EDR） 技術和高效反滲透（ HERO）技術。 前者利用自動頻繁倒換電極的方式，有 效解決了裝置持續、穩定運行與頻繁結垢的問題；后者使 RO 在 PH 較高 的條件下，通過兩級軟化、脫氣處理去除了硬度和二氧化碳，提高了硅的 結垢極限，有效控制了生物和有機物的污堵，并大大提高了廢水回用率（ ＞90%）。由于 EDR 技術電耗大、處理成本高、操作經驗不足、回用水率普遍不 高等原因，目前已逐漸被具有節能、處理成本低、規模大、技術成熟等特點 的反滲透膜分離技術所取代。 但反滲透膜分離技術也存在著亟待需要解 決的膜污染、堵塞、腐蝕、使用壽命短等問題，尤其是當給水 TDS 高于 6000mg/l 時，其脫鹽率會急劇下降[3]。

2.2 熱蒸發技術 熱蒸發技術主要針對含鹽量在 4%（ 質量分數） 左右或更高濃度的含鹽廢水進行蒸發濃縮的工藝，其特點主要表現在：①一般使用物理方法進 行蒸發濃縮，有時可見化學法（ 焚燒、高級氧化等） ；②廢水處理量普遍不 大，有的甚至很小；③處理成本和能耗普遍較高；④固廢產生量大，成分復 雜，無法有效回收再利用等。熱蒸發技術主要有多效蒸發、機械壓縮再蒸發、膜蒸餾等技術。 （ 1）多效蒸發（ MED）技術多效蒸發是讓加熱后的鹽水在多個串聯的蒸發器中蒸發， 前一個蒸 發器蒸發出來的蒸汽作為下一蒸發器的熱源并冷凝成為淡水， 每一蒸發 器稱作“ 一效”。 一般情況下，循環蒸發器的串聯個數（ 效數）在 3~4 個。 根 據工藝條件的不同，其工藝流程主要有并流法、逆流法、平流法、混流法四種。在廢水處理上，多效蒸發主要適用于高鹽份、高有機物含量廢水的單 獨處理，同時配合膜技術實現全范圍的“ 零排放”工藝。

（ 2）機械壓縮再蒸發（ MVR）技術 利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發系統產生的二次蒸汽， 提高二次蒸汽的熱焓，并將二次蒸汽導入原蒸發系統作為熱源循環使用[4]。 該技術大 幅度降低了蒸發器生蒸汽的消耗量， 補充的生蒸汽也僅用于系統熱損失 和進出料溫差所需熱焓的補充，節能效果相當于十效蒸發系統，是目前國 際上應用較為廣泛和先進的蒸發器技術。

（ 3）膜蒸餾（ MD）技術 膜蒸餾是一種以蒸汽壓差為推動力的新型分離技術，即通過冷、熱側相變過程，實現混合物分離或提純。 與傳統蒸餾方法和其他膜分離技術相 比，該技術具有運行壓力低、運行溫度低、分離效率高等優點，可充分利用 太陽能、廢熱和余熱等作為熱源。 根據膜下游側冷凝方式的不同，膜蒸餾 技術可劃分為接觸式、空氣隙式、氣掃式和真空膜蒸餾四種形式[5]。

    近些年來，膜蒸餾技術得到了一定程度的發展，但仍然存在著與膜分 離技術相同的問題，如：膜污染、結垢堵塞等，應用領域還不是很廣泛，可 商業化運行的技術難題仍需進一步解決。

2.3 膜分離與熱蒸發組合技術 隨著國家及地方針對煤化工廢水排放的環保政策與要求的不斷深化，高鹽水處理的工藝組合技術得到了較快的發展與研究，正向多樣化、 可協同處理的成熟路線穩步發展。 該組合工藝最大的優點在于工藝的選 擇性多，水質適應性好，可根據脫鹽規模大小、水質要求、地理氣候條件、 技術與安全性、投資來源與管理體制等實際條件形成不同的處理方法。該工藝主要采用了石灰石軟化、超濾、反滲透、熱蒸發組合技術。 其 中，石灰石軟化預處理工藝增加了 PAM 加藥系統、高效沉淀器、中和池及 二次過濾系統，可進一步提高析出鹽分的絮凝、沉降與分離，并具有一定 程度的 CODcr 去除能力。 超濾與反滲透的工藝組合是目前普遍采用的除 鹽技術，處理效果明顯，運行較為穩定，適用于 TDS＜6000mg/l 的含鹽廢水 的再處理、再利用，回用水率可達 70%以上，膜使用壽命可達 3 年。 外排的 濃鹽水可通過 DM（ 蝶式振動膜）裝置進行回收再利用，其最大優勢在于膜 污染控制效果好、水質適應性強、能耗較低，污水回收率最高可達 85%以 上， 并同時設置了機械壓縮再蒸發系統和鹽分離器， 使鹽水得以完全分 離，達到“ 近零排放”的處理需求。

3 高鹽水處理存在的主要問題[6] 高鹽水處理的要問題有以下幾個方面：

1）膜及蒸發系統污堵與腐蝕問題的解決。 引起膜及蒸發系統污堵和 腐蝕的主要原因是膠體物質、微生物及無機鹽分別在膜表面進行沉積、生 長、結晶以及高濃度氯離子和低 PH 值水質所致。 雖然目前也采取了一些 控制手段，但從根本上解決此類問題的方法還不成熟，絕大部分尚處于研 究階段。

2）技術應用生產成本的控制。 不論是膜分離技術還是熱蒸發技術， 都存在著高投入、高消耗、高能耗的突出問題，高鹽水處理的經濟代價是 巨大的。 可以簡單地說，目前解決高鹽水排放的方法主要是以較多的能源 消耗換取污染物的減排。 因此，使高水處理系統能夠真正運行下去，必 須考慮其運行成本。

3）固體廢棄物“ 三化”（ 減量化、資源化、無害化）問題的解決。 

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