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摘要：隨著煤化工行業的快速發展，煤化工行業產生的高鹽廢水處理問題困擾著行業的持續發展。簡要介紹了煤化工廢水的來源與特點，敘述了煤化工廢水處理流程及高含鹽廢水特點，探討了高鹽廢水處理的幾種技術及其存在的問題。

關鍵詞：煤化工；高鹽廢水；蒸發技術；零排放

0 引言

煤化工產業的快速發展，大大提高了煤炭的清潔高效利用率，對優化國家能源結構、改善地區環境質量做出了很大的貢獻。但煤化工行業產生的廢氣、廢渣和廢水，處理難度大，成本高，容易造成二次污染。特別是煤化工行業產生的高鹽廢水，對其的處理非常困難。高濃度的含鹽廢水屬于危險廢物，高鹽廢水的資源化利用目前還處于研究探索階段，高鹽廢水的高處理成本大大壓縮了煤化工行業的利潤空間，嚴重影響了煤化工行業的可持續發展。隨著國家對工業含鹽廢水排放標準的不斷提高，企業實現含鹽廢水零排放是未來的發展方向。

1煤化工廢水的來源與特點

目前，煤化工的種類主要包括煤焦化、煤氣化、煤液化和煤制烯烴4 類。根據煤化工的種類，其產生的廢水也分為4類，其來源和特點見表1。

2 煤化工廢水處理流程及高含鹽廢水特點

煤化工企業在生產時產生的廢水為初級廢水，上述4類廢水就屬于初級廢水，初級廢水經過預處理后的殘余廢水即為高含鹽廢水。通常預處理包括有機廢水處理、含鹽廢水處理和高濃鹽水固化處理。其主要特點為：含鹽量非常高，TDS（總溶解固體） 的質量濃度在80 000 mg/L以上。以A化工廠廢水為例，TDS的質量濃度為88 565.2 mg/L，Na+質量濃度為25 620 mg/L，Cl- 質量濃度為13 515.1 mg/L，SO42- 質量濃度為31 520.3 mg/L，NO3- 質量濃度為15 71.45 mg/L，通過檢測，廢水中還含有有毒有害物質和有機物質，水質有異味，鹽分幾乎飽和，傳統的污水處理工藝根本無法處理，采用膜處理也無法達標排放，因此，該化工廠采用的是蒸發技術[1]。

3 高鹽廢水處理技術

根據高鹽廢水的特性，目前國內外主要采用蒸發處理技術處理高鹽廢水。其原理為：利用自然熱能或人工熱能將高鹽廢水汽化，在蒸發過程中將鹽分析出，將水分汽化或冷凝后回收利用，從而達到廢水清潔排放或零排放的目的[2]。目前，國內主要使用機械蒸發和自然蒸發兩種技術。

3.1 機械蒸發

機械蒸發分為多效蒸發、多效閃蒸和機械蒸汽再壓縮蒸發技術。

3.1.1 多效蒸發

多效蒸發的原理：將多個蒸發器串聯使廢水蒸發。將第一個蒸發器產生的蒸汽，作為下一個蒸發器蒸發的熱源，同時將蒸汽冷凝為回用水，依此類推，每一個蒸發器稱作“一效”。多效蒸發過程中，蒸汽消耗量不斷減小，考慮到處理成本，蒸發器一般串聯個數3～4個。

該技術的優點是對進水水質要求低、熱效率高、結垢率低和腐蝕率低，因此，在處理煤化工高鹽廢水方面應用比較廣泛；缺點是體積較大，設備的投入較高。

在處理高鹽廢水時，采用多效蒸發再配合膜技術可實現“零排放”。雖然多效蒸發能耗較高，但可有效利用煤化工企業產生的富余低壓蒸汽，從而降低成本。目前采用多效蒸發工藝處理高鹽廢水，淡水回收率可達90%左右。

多效蒸發原理如圖1 所示，將預熱的高鹽廢水通過原料泵輸送到一效蒸發器內，蒸發產生的氣液混合物進入一效分離器內，分離出的蒸汽進入二效蒸發器內作為熱源，濃縮液通過一效循環泵進入二效蒸發器內，依次進行，最后將蒸汽冷凝回收。

3.1.2 多效閃蒸

閃蒸是指溶液在溫度穩定的前提下，突然降低容器壓力，導致部分溶液急驟蒸發。多效閃蒸就是將加熱的溶液依次經過多個閃蒸室，閃蒸室壓力依次降低進行蒸發，最后將蒸汽冷凝成淡水的過程。其優點是能耗低、防結垢效果好，適用廣泛，運行成本低，技術成熟，能有效利用化工廠產生的低品位熱能。多級閃蒸就是將多個閃蒸器串聯，閃蒸器由閃蒸室、除沫器、凝結器和淡水槽構成，將高鹽廢水加熱到一定溫度后導入壓力低于飽和壓力的閃蒸室內，在低壓條件下高鹽廢水形成過飽和狀態并發生閃蒸。產生的蒸汽經過除沫器被除去蒸汽中液滴后，再進入凝結器凝結成水，凝結過程中釋放的熱能可將經過凝結器管束的循環廢水加熱，將加熱后的廢水再導入下一個閃蒸室，依此類推。

3.1.3 機械蒸汽再壓縮蒸發

機械蒸汽再壓縮蒸發實質上是一種熱泵技術，該項技術能有效利用蒸汽冷凝過程中產生的熱能，從而降低能耗。其原理如圖2所示，系統啟動時，先用原料泵將高鹽廢水抽入加熱室內，利用化工廠余熱將高鹽廢水進行加熱，將加熱產生的蒸汽導入壓縮機，隨著壓縮機內溫度和壓力的升高，蒸汽將進入蒸發室內冷凝放熱，冷凝產生的熱能將作為原廢水蒸發的熱源重復利用。目前，國內對該技術還處于探索階段。

3.2 自然蒸發

自然蒸發的原理：將煤化工高鹽廢水導入蒸發塘進行自然蒸發結晶，最后將結晶產生的廢物按要求填埋。與上述處理技術工藝相比，其優點是處理成本低、運營穩定、維護簡單、節能環保，能有效增加大氣濕度，適用于干旱地區。

4 煤化工高鹽廢水處理技術存在的問題

高鹽廢水處理后形成的結晶鹽中含有重金屬和其他有害物質，容易造成環境污染；煤化工企業要實現廢水零排放，投資巨大，由于煤化工產生的高鹽廢水水質成分復雜，水質不穩定，致使處理工藝流程多，蒸發結晶處理成本相當高；此外，國家缺少對高鹽廢水處理排放的相關環保標準和法律法規。

5 結語

企業選擇高鹽廢水處理技術的首要原則是技術成熟、經濟合理。鑒于以上幾種處理技術的優缺點，在選擇處理工藝時，應根據煤化企業產生的高鹽廢水的水質，結合企業所在區域，選擇技術可行、經濟成本低、運行穩定高效、能耗低、投資少的處理工藝。隨著高鹽廢水處理技術的不斷完善和優化，煤化工企業高鹽廢水將逐步實現零排放。

原標題:煤化工高鹽廢水處理技術研究