废水来源及组成特点煤化工综合废水主要是生产废水、生活废水、清净下水和雨水等:其中生产废水占大部分,主要来源于煤气化、合成车间;清净下水主要来自循环冷却水系统的外排废水和脱盐水站的浓盐水。煤化工综合废水成分复杂,按污染物性质可分为有机废水和含盐废水。化工厂综合废水中生产废水占60%以上,所以废水组成特点在很大程度上取决于生产废水的组成,而生产废水的组成主要取决于煤气化工艺和煤种的选择。国内主要煤气化工艺中SHELL、GSP、WHG和HT-L等煤气化工艺由于气化温度高,所以原料煤转化彻底,产生的废水组成简单,含煤废水处理设备,不含或只含少量大分子有机物,但污染物质的含量远远高于排放或回用标准。采用粉煤加压气化技术产生的废水典型组成见表1。煤化工综合废水偏碱性,色度大,COD含量高,有大量的固体悬浮物、氨氮和溶解性盐类物质,含少量油类和酚类。
经脱氨氮和COD后的有机废水、循环排污水和化学水站排放的污水统称为含盐废水,主要特点是氨氮和COD含量低,但溶解性盐类含量较高,TDS值达500-5000mg·L-1,并含有一定量的固体杂质。含盐废水经混凝沉降后即可排放,但若作为化工生产的回用水则需进行除盐处理。含盐废水的处理方法主要有膜分离法、离子交换法和蒸馏法等工艺。膜分离主要有超滤和反渗透,国内应用较多的是二者组合的双膜工艺。在废水进入双膜之前,除需进行絮凝沉淀或过滤除去悬浮固体,还要严格控制废水中COD含量,以防超滤膜和RO膜遭到***或污染。膜分离技术进行分子级过滤,在获得合格回用水的同时也会产生浓度更高的浓盐水。实际应用中,通过双膜后约65%左右的水可直接作为生产水回用,余下35%的浓盐水TDS值相比进水增大数倍,需进行进一步除盐处理。膜浓缩工艺及水软化技术的配合使用可大大提高浓盐水的回收率,可达95%。
高浓盐水多采用蒸发塘或蒸发结晶工艺进一步提浓和分盐。但蒸发塘在实际应用中存在恶臭问题及管涌、渗漏的风险,因此已逐渐被淘汰。蒸发结晶工艺多通过热浓缩或热膜浓缩的方式使废水中的盐分以结晶形式析出,为保障系统的稳定性可在蒸发结晶工艺前增设蒸发预处理单元,含煤废水处理设备费用,进一步脱除钙镁硬度、碳酸根、氟、硅、碱度等杂质,同时将大部分难降解有机物浓缩分离和氧化去除,使尽可能少的盐分回到前端处理系统,含煤废水处理设备价格,从而保障结晶盐的品质和结晶盐资源化率。虽然目前蒸发结晶设备还存在发泡、腐蚀、结焦结垢等问题,但如多效蒸发、多级闪蒸和机械蒸汽再压缩蒸发等蒸发结晶工艺的应用已相对成熟,后续可通过不同结晶罐完成分盐。
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