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摘要：中国的煤化工项目多集中在新疆﹑宁夏﹑陕西﹑山西﹑内蒙古等北方缺水的干旱﹑半干旱地区，水资源短缺和水环境容量不足已经成为制约这些地区煤化工产业发展的瓶颈问题。煤化工废水根据含盐量可分为两类：一类是有机废水，主要来源于煤气化装置废水、MTO装置废水和生活污水等。此类废水含酚类、油类和难降解有机物，COD和氨氮含量高，但含盐量低，普遍采用生化法和深度氧化法组合处理。另一类是高含盐废水，主要来源于煤化工生产过程中的煤气化洗涤废水、循环水系统排水、反渗透浓水、除盐水系统排水、水回用系统浓水、化学水站排水以及生化处理后的有机废水等。此类废水的悬浮固体（SS）、总溶解固体（TDS）、硬度、碱度、含盐量高，排放量较大，有机物浓度低，可生化性差，处理难度大，通常需要对水资源进行再生回用处理。本文主要分析煤化工高含盐废水处理技术研究进展。
关键词：煤化工；高盐废水；预处理；浓缩；结晶
引言
以往煤化工企业废水处理的关注点在于对有机废水的处理，随着水资源的持续短缺，国家的环保政策持续收紧，对煤化工废水的排放标准要求进一步提高。因此，当下煤化工高含盐废水的处理已引起企业的广泛关注，成为企业发展的头等大事。
1、煤化工高盐废水特征
高盐废水通常是指含有一定量有机物，总溶解固体（TDS）含量大于3.5%的废水。煤化工高盐废水成分复杂，含有的污染物以有机污染物和无机盐类为主。有机污染物以苯、苯酚、含氮杂环化合物、多环芳烃等难降解有机污染物为主。煤化工高盐废水中盐分含量高，通常可达3000～15000mg/L，无机盐类以Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+、Mn2+、Al3+、Cl-、SO42-、NO3-、NO2-、F-、总硅等无机离子形式存在。煤化工高盐废水所含无机离子中Na+、Cl-、SO42-含量远高于其他离子，占无机离子总量的90%以上。
2、煤化工高盐废水处理工艺流程
煤化工高盐废水处理的一般流程：首先，对高盐废水进行预处理，常用的预处理手段包括絮凝沉淀、生化处理、高级氧化、滤膜过滤等，预处理的目的为除去废水中的悬浮物、油类、有机物及部分离子，降低废水的COD及硬度；其次，对经过预处理的高盐废水进行浓缩除盐，浓缩除盐的手段有离子交换、电渗析、反渗透、正渗透等，浓缩除盐是为了使废水中的盐分脱除或浓缩到一定的浓度，为后续的结晶固化做准备；最后，对经过浓缩的含盐废水进行各种结晶操作，使固体盐析出，结晶固化手段有：自然蒸发结晶、多效蒸发结晶、多级闪蒸结晶、机械蒸汽压缩再循环蒸发结晶、膜蒸馏结晶、纳滤-分质结晶、蒸发/冷却-耦合分质结晶等。
3、煤化工含盐废水处理技术的应用现状
在煤化工的生产作业过程中，含盐废水的产生，不仅容易造成较为严重的生态环境破坏，也容易滋生其他相关的问题。为此，在实践过程中，应该充分结合煤化工含盐废水的性质以及条件等，科学全面的应用高效的处理技术，更好的提升处理成效。近年来，伴随着低碳发展观念的持续深入，人们对于含盐废水的关注度也不断的提升。与此同时，含盐废水的处理技术也在不断的推陈出新。一系列先进的技术体系的应用，在很大程度上提升了含盐废水的整体处理成效，也全面优化了含盐废水的处理能力。当前，针对煤化工含盐废水的处理方法，主要包括以下三个方面，分别是地下深井灌注、蒸发结晶技术运用以及蒸发塘建设。这些不同的处理技术在实践应用过程中具有差异化的应用方向，具有差异化的应用优势。为更好的提升这些处理技术的应用成效，有必要充分全面的结合煤化工含盐废水的性质以及数量等，科学高效的选择相应的处理技术，以便更好的提升处理成效。在过去很长一段时间，部分西方国家在处理含盐废水的过程中，比较常用第一种处理技术。这种处理技术虽然操作简单且无需比较大的成本投入，但可能对生态环境产生比较大的负面影响，而且这种负面影响是难以评估的。因此，在我国煤化工的生产作业过程中，从法律法规视角上来看，是不允许采用这一处理技术的。相较之下，蒸发塘处理技术的应用现阶段仍属于探索以及发展的阶段。在含盐废水的处理过程中，这一技术的应用同样具有较大的技术优势。但在采用该技术来处理含盐废水时，它对于周围环境的要求比较高，若环境不符合标准，那么处理成效就会大打折扣。为此，在实践过程中，这一处理技术较多适用于紧急事故的处理工作，并不适合常态化的处理工作。
综合来看，在含盐废水的处理过程中，蒸发结晶技术的应用则具有非常突出的技术优势，则具有非常独特的应用价值。
4、煤化工含盐废水的处理工艺
4.1含盐废水膜浓缩技术
预处理后，含盐废水中的水非常大，直接进入蒸发结晶系统，会产生很高的处理成本。通常，需要根据其盐度将废水从膜浓度中净化一至两级，从而使其盐度达到8%以上，并再次进入蒸发结晶系统。目前，一级膜浓缩技术最典型的是反渗透，二级膜浓缩技术应用最广泛的是反渗透改性、电渗析技术，而且纳滤、正渗等技术应用一致，但比例很小。具有一级膜浓缩技术的反渗透工艺膜组件通常在低于8MPa的压力下运行。经验表明，当废水盐度不超过6000毫克/升时，反渗透膜在脱盐率、水流、有机物截留率和抗生物降解性能良好。但对于水质较差的煤化工含盐废水，回收率过高会大大降低反渗透膜的使用寿命，甚至造成膜破裂，因此反渗透系统的水回收率更控制在60%～65%之间，富集倍数约为3倍，所得浓盐盐度一般高于10000mg/L升通过开发具有较好机械和化学性能的新材料，如纳米材料、陶瓷膜材料，可以进一步提高煤化工含盐废水的脱盐率和水回收率。RO薄膜的结垢趋势也可以通过改性薄膜的顺理成章、粗糙度、Zeta电位和官能团等方法来降低。
4.2二级膜浓缩技术
除了含盐废水中原有的无机盐和有机物之外，通过一级膜浓缩得到的浓盐水的组成更加复杂，引入了预处理和脱盐过程中使用的少量化学物质，如混凝剂、阻垢剂、缓蚀剂和目前，二次膜主要浓缩技术主要有专用反渗透、高效反渗透、盘管反渗透和电渗析、正渗透技术、微生物燃料电池等技术还处于研发阶段。特殊反渗透（SUPERRO）对膜技术浓缩水中的有机物、盐和水进行更彻底的分离，回收上清液的水质好，COD和盐度去除率可达90%以上，（UF/RO）产生的浓水进行7~8倍再浓缩。二级浓缩后的系统得水率可达90%-95%，大大减少了浓盐水的排放，进而减少了后续蒸发系统的处理量，与整个系统的常规零排放工艺相比，节约了约20%的投资成本。SUPERRO专用膜的技术优势在于，它可以在高达14MPa的高压条件下工作，因此传统膜技术浓缩水中纯水提取的限制大大降低，浓缩倍数增加，浓缩物的盐度提高到10%以上。高效反渗透（HERO）工艺可实现常规反渗透浓溶液的进一步浓缩，即使不设置复杂的清洗工艺并添加太多昂贵的阻垢剂，运行过程中也不易在管道系统和反应容器的内表面产生沉淀和结垢。
4.3膜蒸馏技术
膜蒸馏技术是1种热驱动工艺，驱动力是疏水膜两侧由温差产生的蒸汽压差。在MD工艺中，高温侧溶液中的易挥发物质呈气态，透过疏水膜后在另一侧降温冷凝从而实现盐水分离。与正渗透和反渗透膜不同，MD膜是大孔膜且高度疏水。传统的疏水膜运行过程中会逐渐发生膜浸润现象，导致高温侧溶质透过膜到达冷侧，致使膜分离性能下降。此外，高盐废水中的有机污染物会造成MD膜结垢污染加速。因此，开发有效抗污、抗润湿和抗结垢的MD膜对高盐废水的零排放处理具有重要意义。
5结束语
总之，煤化工含盐废水处理技术是包含预处理、浓缩除盐、结晶固化等技术的一个联合处理过程。深度氧化技术、滤膜过滤技术会成为预处理技术发展的主流方向。以反渗透和正渗透为代表的膜处理技术亦会成为煤化工含盐废水浓缩技术的发展主线。随着煤化工行业废水回用及零排放要求的提高，以回收煤化工含盐废水中资源为目标的分质结晶提盐技术必将成为煤化工含盐废水处理发展的主流。
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