實現煤化工廢水零排放的技術途徑
廢水零排放在國外稱之為零液體排放(ZLD)，是指企業不向地表水域排放任何形式的廢水。2008年國家質量監督檢驗檢疫總局頒布的GB/T21534-2008《工業用水節水術語》中對零排放的解釋為企業或主體單元的生產用水系統達到無工業廢水外排。簡言之，零排放就是將工業廢水濃縮成為固體或濃縮液的形式再加以處理，而不是以廢水的形式外排到自然水體。??廢水零排放是個系統工程，包括兩個層次，一是采用節水工藝等措施提高用水率，降低生產水耗，同時盡可能提高廢水回用率，從而最大限度利用水資源；二是采用高效的水處理技術，處理高濃度有機廢水及含鹽廢水，將無法利用的高鹽廢水濃縮為固體或濃縮液，不再以廢水的形式外排到自然水體。?
?廢水處置方式-含鹽廢水處理?
?典型現代煤化工企業廢水零排放整體解決方案見圖1。
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含鹽廢水的處理通常采用膜濃縮或熱濃縮技術將廢水中的雜質濃縮，清水回用于循環水系統，濃液(高鹽廢水)排放至蒸發塘自然蒸發或機械霧化蒸發。膜濃縮技術具有處理成本低、規模大、技術成熟等優點，缺點是對進水水質要求較高、容易發生污堵、濃縮倍數不高。膜濃縮技術的主要原理為反滲透(RO)，所產清水中COD、鹽類等濃度較低，清水回收率一般在60%至80%，高效反滲透(HERO)可達到90%。納濾是介于反滲透和超濾之間的壓力驅動膜分離和濃縮過程，與反滲透相比，其操作壓力和能耗更低，但應用于廢水處理尚處研究階段。??熱濃縮主要有多效蒸發、機械壓縮蒸發、膜蒸餾等方式，濃縮效率較高，但設備龐大、能耗高。其中多效蒸發技術比較成熟，在許多行業中已經得到應用，清水回收率一般在90%左右；膜蒸餾可利用工業廢熱等廉價能源，對無機鹽、大分子等不揮發組分的截留率接近100%，但該方法尚處于研究階段。
??廢水處置方式-濃液處理
??含鹽廢水處理后產生的濃液，也成為高鹽廢水，含鹽量通常高達20%(質量分數)以上。國內應用較多的濃液處置方式有蒸發結晶、焚燒、沖灰、自然蒸發塘、機械霧化蒸發等，國外還有深井灌注等方式。??蒸發結晶法是使濃液中的鹽分以結晶方式析出。美國通用公司的專有技術——蒸汽壓縮結晶技術是熱效率最高的。該技術設備投資大，目前已在南非Sasol公司的煤間接液化項目及波蘭Debienskd煤礦等處成功運行，國內僅神華集團有限責任公司煤制油項目采用該技術處理催化劑設備過程中產生的少量高鹽廢水，尚處于試運行階段。?
?焚燒法是將濃液送入焚燒爐焚燒，產生以鹽類為主的殘渣。該技術能耗高、防腐要求高、穩定運行比較困難，國內煤化工行業尚無運行實例。某煤制天然氣項目提出采用這種處理方式，目前正在進行初步設計。??沖灰法是將濃液送至煤場噴灑或鍋爐沖渣，濃液中的鹽分和有機物最終進入灰渣。部分小型煤化工項目和電廠多采用這種處置方式。??自然蒸發塘法是建設面積足夠大的池塘，貯存溶液，利用自然蒸發的方式蒸騰水分，使鹽分留在塘底，一般需要對蒸發塘采用相應的防滲措施。該方式比較適合于降雨量小、蒸發量大、地廣人稀地區的煤化工項目。?
?機械霧化蒸發是在自然蒸發的基礎上增加機械霧化蒸發器，高效增加蒸發速度，英國Horizon集團的專利設備——Parkwater機械霧化蒸發器是高效的高濃鹽水蒸發設備。該設備占地成本低，節省投資成本。以我國西北地區自然蒸發量2000mm，濃水排放150t/h，年排放8000小時為例：?1.蒸發塘規模：自然蒸發塘需占地120萬平方米，如增加Parkwater機械霧化蒸發器，蒸發塘只需占地10萬平方米，體量40萬平方米，塘深可設4米。?2.蒸發塘建造投資大小：自然蒸發塘除土地成本外，每平方米建設成本約400元，即共需4.8億元。如增加Parkwater機械霧化蒸發器，除土地成本外，每立方米造價約400元，即共需4千萬元。?3.蒸發塘噸水處理成本：自然蒸發塘無能耗，Parkwater機械霧化蒸發器噸水能耗成本約2元。?4.土地成本：Parkwater機械霧化蒸發器可以節省土地110萬平方米，節省土地成本4.4億。??深井灌注法目前在美國、墨西哥等國家有應用實例。這種方式對自然地質條件要求很高，我國目前尚無相關法律法規和標準技術支持。?
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