鄒 琦，吳長江，欒金義

（中國石油化工股份有限公司 北京化工研究院，北京 100013）

煤炭是我國現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)的重要支柱，2020年我國煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的56.8%。煤化工是煤炭工業(yè)的重要分支，現(xiàn)代煤化工是以煤氣化、煤液化工藝為核心生產(chǎn)天然氣、油品及化工原料的化工產(chǎn)業(yè)，是煤炭清潔利用的重要手段。煤氣化是指煤或焦炭與水蒸氣、空氣或氧氣在高溫高壓下反應(yīng)生成 CO、H等合成氣的過程，煤氣化是煤化工的關(guān)鍵組成部分。煤氣化污水濃度高、難降解，是水量最大且處理難度最大的煤化工污水。隨著生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，對清潔煤化工的需求日益增長，因此煤氣化污水處理問題越來越受到重視。為了解決煤化工帶來的生態(tài)環(huán)境問題與能源需求的矛盾、最大程度實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排，探索低成本、低能耗、運(yùn)行穩(wěn)定和良好出水水質(zhì)的煤氣化污水處理工藝十分必要。

本文針對國內(nèi)主流煤氣化工藝技術(shù)及其流程，總結(jié)了煤氣化污水的污染特征和主要污染物，綜述了國內(nèi)外近年來煤氣化污水處理技術(shù)在預(yù)處理、達(dá)標(biāo)排放、污水回用及“零排放”等方面的研究進(jìn)展和應(yīng)用情況，探討了煤氣化污水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

1 煤氣化工藝主要類型及特點(diǎn)

在石化行業(yè)，除了生產(chǎn)天然氣和油品外，煤氣化技術(shù)產(chǎn)生的粗合成氣經(jīng)過變換和甲醇洗單元生成氫氣，為煉油廠的加氫裝置、S-Zorb裝置等耗氫裝置提供氫氣，為合成氨裝置提供原料，為丁辛醇裝置提供羰基合成原料氣。

一般將煤氣化工藝分為固定床、流化床和氣流床3類，其主要工藝特點(diǎn)見表1。Lurgi爐加壓氣化技術(shù)是固定床工藝的代表（圖1），該技術(shù)最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化且在國內(nèi)應(yīng)用最多，操作簡單且生產(chǎn)強(qiáng)度大，但是由于運(yùn)行成本高、對原料煤要求高、三廢排放量大等缺點(diǎn)，近年來發(fā)展緩慢。流化床由于煤氣中粉塵、CO和CH含量較高限制了其推廣應(yīng)用。氣流床雖然存在碳轉(zhuǎn)化率低、殘?zhí)剂扛叩娜秉c(diǎn)，但在煤種適應(yīng)性、反應(yīng)氣化效率、三廢污染排放、運(yùn)行可靠性等方面具有明顯的優(yōu)勢，是最為清潔高效的工藝。目前Texaco水煤漿加壓氣化工藝、Shell粉煤氣化工藝和GSP 粉煤氣化工藝在國內(nèi)應(yīng)用較多。

表1 主要煤氣化工藝特點(diǎn)

圖1 Lurgi爐煤氣化工藝流程

2 煤氣化污水的來源和特征污染物

煤氣化污水一般為深褐色黏稠液體，同時伴有強(qiáng)烈的刺激性氣味，主要為氣化爐的粗煤氣洗滌水、貯罐排水和蒸汽分流后的分離水。煤氣化污水中含有酚類、長鏈烷烴、含氮芳香烴類、含氧和硫的雜環(huán)類化合物、鈣鎂硅氟離子以及氰化物和氨氮等有毒有害物質(zhì)。其中，酚類主要來自煤氣化產(chǎn)生的焦油及輕質(zhì)油的高溫裂化過程；氨氮、氰化物及硫化物主要來自氮、硫雜質(zhì)在氣化過程中向氨、氰化物和硫化物的轉(zhuǎn)化。

煤氣化污水水質(zhì)復(fù)雜，受煤氣化工藝、氣化爐爐型、運(yùn)行壓力、反應(yīng)溫度以及煤種等因素影響，具有污染物濃度高、有毒有害、生化毒性和生物抑制性強(qiáng)、可生化性差、難以完全降解等特點(diǎn)。固定床氣化工藝污水中酚類、COD、氨氮等污染物濃度高，存在一定濃度的硫化物、氰化物和懸浮物，污染物不易降解，是煤化工污水近零排放的技術(shù)難點(diǎn)。其中酚類為主要污染物，通常占COD 總量的60%~80%，酚氨回收處理前COD高達(dá)20 000~50 000 mg/L。Shell粉煤氣化工藝和Texaco水煤漿氣化工藝具有更高的氣化溫度和壓力，反應(yīng)效率高，因此污水較為潔凈，COD低，雖然含有大量氨和總氮，但幾乎不含酚類、油類等污染物，可生化性好，處理過程相對簡單。此外Shell粉煤氣化工藝污水中氰化物、硫化物等濃度高，需要破氰預(yù)處理。不同煤氣化工藝污水經(jīng)酚氨回收后的水質(zhì)情況見表2。

表2 不同煤氣化工藝污水經(jīng)酚氨回收后水質(zhì)情況

3 污水處理技術(shù)

煤氣化污水處理技術(shù)一般經(jīng)過預(yù)處理、達(dá)標(biāo)排放、污水回用及零排放等單元進(jìn)行分步分級處理。

3.1 預(yù)處理

預(yù)處理主要針對油類、酚、氨、氰等污染物進(jìn)行油水分離、酚氨回收并脫除酸性氣體，實(shí)現(xiàn)酚氨資源回收利用，提高污水可生化性，降低后續(xù)生化處理和深度處理負(fù)荷。

3.1.1 酚氨回收

酚氨回收采用化學(xué)萃取回收氨、酚、烴類等污染物，脫除 CO、HS等酸性氣體，一般按照萃取劑類型、萃取設(shè)備及萃取順序的差異進(jìn)行分類，萃取劑的選取和萃取順序是目前的研究重點(diǎn)。各類工藝中，加壓脫酸脫氨再萃取脫酚工藝的酚氨回收效果較好，總酚、COD、總氨質(zhì)量濃度分別從6 000 mg/L、20 000 mg/L、6 700~10 200 mg/L降至200 mg/L、2 000 mg/L、100~250 mg/L。該工藝將脫氨工序前置，采用單塔脫酸側(cè)線脫氨，將污水pH降至6.5，萃取劑甲基異丁基酮提高了酚類萃取效率，總酚、氨氮和 COD 的脫除率顯著優(yōu)于二異丙基醚。該方法降低了生產(chǎn)成本，已有成功工業(yè)實(shí)施案例，應(yīng)用前景廣闊。

3.1.2 氣浮除油

污水中油類的去除可采用“隔油沉淀+氣浮”、多級氣浮和氮?dú)飧粲蜌飧〉雀倪M(jìn)組合工藝。氣浮主要針對含油量較高的固定床煤氣化污水。由于油類抑制微生物代謝活性，因此在生化處理前需將污水中含油量降至20 mg/L以下。與空氣氣浮相比，氮?dú)鈿飧】捎行П苊忸A(yù)氧化和泡沫問題，提高污水可生化性，提升后續(xù)生物處理效果，空氣氣浮后BOD/COD值由 0.28降至0.25，而氮?dú)鈿飧『笪鬯瓸OD/COD值由 0.28提高至0.30。在污水中投加剩余污泥和混凝劑可顯著提高混凝氣浮的除油能力，油類去除率從28%升至44%；剩余污泥中以A/O二沉池的強(qiáng)化效果最佳，油類去除率由46%升至83%，出水含油量為16 mg/L。

3.1.3 除硬除硅破氰

為了減少設(shè)備堵塞和生化系統(tǒng)污泥結(jié)垢，維持微生物活性，需要降低煤氣化污水中鈣鎂硅離子的含量。一般加入堿液、碳酸鈉和硫酸亞鐵對硬度較高的污水進(jìn)行軟化處理，使金屬離子以Mg（OH）、CaCO的形式脫離污水，生成的Fe（OH）吸附硅酸根形成絮凝沉淀。出水總硬度和SiO質(zhì)量濃度可分別從2 000~2 500 mg/L和200~350 mg/L降至250~340 mg/L和20~50 mg/L，除硬除硅效果顯著。

氰化物一般采用氧化法、高溫水解法和生物法去除，氧化法中的堿式氯化法工業(yè)應(yīng)用廣泛。氰化物以次氯酸鹽為氧化劑，經(jīng)過式（1）和式（2）反應(yīng)被氧化成為氰酸鹽和氮?dú)狻?/p>

氰化物經(jīng)充分氧化分解后，總氰化物質(zhì)量濃度和COD均值分別從10.78 mg/L和323 mg/L降至4.08 mg/L和187 mg/L，去除率達(dá)61.3%和41.2%，去除效果顯著。預(yù)處理后，采用氧化組合技術(shù)和生物法能夠有效降低氰化物濃度。“深度氧化+超濾-反滲透”工藝處理Shell煤氣化污水后，總氰化物質(zhì)量濃度從30~60 mg/L降至0.2 mg/L；采用“水解酸化-BioDopp/IMC-接觸氧化”工藝處理含氰化物質(zhì)量濃度為13 mg/L的Lurgi爐煤氣化污水，出水氰化物質(zhì)量濃度可降至0.4 mg/L。

3.1.4 氧化降解

為保障生物處理單元的生物活性，需要對含高濃度多環(huán)芳烴、含氮雜環(huán)化合物等難降解、生物毒性大的污水進(jìn)行氧化處理。高級氧化、微電解、超聲波氧化、Fenton氧化等氧化預(yù)處理技術(shù)可有效破壞有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)。苯酚可通過質(zhì)子化、水解、氧化還原反應(yīng)生成苯醌；喹啉可在·OH作用下通過電化學(xué)氧化生成苯丙酸，裂解后氧化生成甲酸、乙酸和乙二酸。雖然氧化降解在提升去除率方面有較大優(yōu)勢，但是由于氧化劑需要不斷輸入且無法循環(huán)使用，存在成本較高且生物毒性不明的問題。

3.2 達(dá)標(biāo)排放

達(dá)標(biāo)排放主要包含生化處理和深度處理工藝。前者利用微生物降解污水中大部分COD和氨氮，目前普遍采用“厭氧+好氧”組合處理方式：厭氧工藝?yán)谙趸^程，提高污水可生化性；好氧工藝提高有機(jī)物去除率。生化處理后，出水水質(zhì)仍難以達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及污水回用的水質(zhì)要求，因此需要進(jìn)行深度處理。煤氣化污水深度處理工藝包括高級氧化技術(shù)、高效生物技術(shù)以及組合技術(shù)等。

3.2.1 厭氧生化處理

厭氧技術(shù)具有污泥產(chǎn)生量少、節(jié)約能耗等優(yōu)勢，主要包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、兩級 UASB、膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器（EGSB）和外循環(huán)厭氧反應(yīng)器（EC）等，COD和總酚的去除率為45%~95%。一般先采用厭氧生化工藝將難降解大分子分解，提高污水可生化性。研究發(fā)現(xiàn)，共基質(zhì)作用可以顯著提高煤氣化污水厭氧工藝的處理效果。在厭氧工藝的啟動階段，向反應(yīng)器中投加甲醇或其他共代謝物質(zhì)如葡萄糖等能加速啟動，同時增強(qiáng)系統(tǒng)對COD和酚類的去除效果。

UASB底部為污泥反應(yīng)層，大部分有機(jī)物在底部被分解，產(chǎn)生的氣體提供攪拌作用；上部為分離器，進(jìn)行固液氣的相分離。UASB具有能耗低、運(yùn)行成本低和產(chǎn)生生物能的優(yōu)勢，顯著改善碎煤加壓氣化污水水質(zhì)，有效去除酚類等污染物。研究表明，與中溫（35±2）℃ UASB相比，高溫（55±2）℃ UASB對Lurgi爐煤氣化污水的處理效果更好，COD和總酚去除率分別達(dá)到50%~55%和50%~60%，說明高溫有效促進(jìn)了難降解有機(jī)物的厭氧分解。在UASB中添加活性炭或者將污泥轉(zhuǎn)化為摻氮污泥碳等導(dǎo)電材料會提高污泥導(dǎo)電率從而加速污泥顆?；⒋龠M(jìn)厭氧微生物生長，提高污水可生化性。RAMOS等在有顆粒狀生物質(zhì)的UASB中實(shí)現(xiàn)了以苯酚為唯一有機(jī)碳源的亞硝酸鹽的異養(yǎng)反硝化。然而高含鹽污水會極大地削弱厭氧微生物的酚類降解能力。

3.2.2 好氧生化處理

好氧生化處理工藝在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上，發(fā)展形成序批式活性污泥法（SBR）、膜生物反應(yīng)器（MBR）、移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）、多級好氧工藝等。在多級好氧工藝中，前段應(yīng)用高生物量降低酚類和含氮雜環(huán)類污染物的濃度，后段為有機(jī)物的高效脫除。與厭氧生化工藝相比，好氧工藝具有啟動時間短且反應(yīng)速率快等優(yōu)勢。

SBR集均化、初沉、生物降解等于一體，無需污泥回流，工藝簡單，操作便捷。實(shí)驗(yàn)室中煤氣化污水COD、酚類質(zhì)量濃度分別為842 mg/L和165 mg/L時，經(jīng)SBR處理252 d后去除率分別為88%和99%；進(jìn)水平均氨氮質(zhì)量濃度為107.5 mg/L、COD∶TN=7.5時，氨氮和總氮去除率分別為98.4%和81.9%。溫度、沖擊負(fù)荷、pH、DO和生物活性等因素均會影響SBR法處理水煤漿氣化污水的效果。

MBR結(jié)合了膜分離與活性污泥法，固液分離效果優(yōu)于傳統(tǒng)二沉池，適用于高濃度和高毒性污水處理。進(jìn)水有機(jī)質(zhì)負(fù)荷、污泥濃度、溫度和水力停留時間（HRT）等均影響MBR的運(yùn)行效果，降低進(jìn)水有機(jī)質(zhì)負(fù)荷并延長HRT可顯著提高COD去除率。研究表明，粉狀活性炭（PAC）顯著增強(qiáng)生物降解性并減輕膜污染：加入PAC后COD、總酚和氨氮的最大去除率分別提升至93%、99%和63%；PAC促進(jìn)微生物對污染物的降解，有效降低MBR的跨膜壓差。此外向MBR中加載間歇直流電可提升微生物群落的多樣性，增強(qiáng)對有機(jī)物的處理能力。實(shí)驗(yàn)室中用純氧細(xì)氣泡代替空氣曝氣可顯著改善MBR泡沫現(xiàn)象；同時由于酶活性提升，COD和總酚的去除率分別提高28%和36%。

劉立國等采用A/O+MBR工藝處理航天爐氣化污水，經(jīng)深度處理后系統(tǒng)對COD、氨氮和總磷的去除率分別為 89.3%、97.5%和90.0%，達(dá)到再生水水質(zhì)要求。WANG等采用AO-MBR處理Lurgi爐煤氣化污水，當(dāng)HRT為48 h、內(nèi)循環(huán)回流比（R）為3時，COD、總酚和氨氮達(dá)到最大去除率，分別為97.4%、99.7%和92.8%。

MBBR中的懸浮載體增大了生物膜與污水的接觸面積，提高了生物量及生物種類。MBBR不需要污泥回流，有機(jī)物和氨氮處理效果好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，占地面積小。HRT和R均影響MBBR的運(yùn)行效果：當(dāng)HRT為48 h時，MBBR對COD、酚、硫氰化物、氨氮的最大去除率分別為 81%、89%、94%和93%；當(dāng)R由2增至5時，氨氮去除率仍維持在99%而出水COD和總氮的去除率有顯著提升。

3.2.3 其他生化處理技術(shù)

生物強(qiáng)化技術(shù)可有效提高污染物的去除效果。投加酚類降解菌和長鏈烷烴降解菌等馴化菌種可有效提高污水好氧處理效能，出水COD、總酚和氨氮水平進(jìn)一步降低。實(shí)際工程中好氧－厭氧組合技術(shù)取得了良好的脫碳脫氮效果。組合工藝的關(guān)鍵在于厭氧生化反應(yīng)器以及A/O工藝強(qiáng)化措施的選擇。AOAO和AO工藝對比研究表明，AO處理魯奇煤氣化污水的效果更好，COD和氨氮的最大去除率分別達(dá)到94.4%和90.7%。厭氧水解酸化－臭氧－好氧流化床技術(shù)出水 COD低于60 mg/L，污泥產(chǎn)生量下降30%，能耗較低，有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。采用同步亞硝化、厭氧氨氧化和反硝化－生物移動床工藝對氣流床煤氣化污水進(jìn)行脫氮處理，COD和總氮去除率可達(dá)89.6%和90.7%，出水COD、總氮、氨氮濃度分別低于60，20，5 mg/L。

3.2.4 高級氧化技術(shù)（AOT）

AOT是指在催化劑作用下伴隨光、聲、電等能量輸入方式而反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（·OH），用·OH氧化降解有機(jī)物的處理方式。AOT出水COD和色度去除更徹底，可生化性較高，但是氧化劑消耗量大，處理成本高。按照·OH生成方式的不同，可將AOT分為臭氧及臭氧催化氧化法、光催化氧化法、電催化氧化法、催化濕式氧化法、Fenton 氧化法和超臨界水氧化法等。

臭氧氧化工藝對色度、COD和酚類物質(zhì)有較好的去除效果，無需向水中添加化學(xué)物質(zhì)，不產(chǎn)生二次污染，故應(yīng)用廣泛。臭氧氧化具有選擇性，因此污染物氧化降解不徹底，容易產(chǎn)生中間代謝產(chǎn)物，同時對設(shè)備耐腐蝕性要求較高。由于臭氧氧化工藝氨氮去除率較低，因此在工業(yè)上一般將其與曝氣生物濾池（BAF）、MBR、AO+MBR等組合使用。中煤圖克化工有限公司采用臭氧+BAF工藝，出水COD和氨氮分別從150，15 mg/L降至60，2 mg/L；鄂爾多斯某煤制油項(xiàng)目應(yīng)用臭氧+AO+MBR工藝，出水COD和氨氮分別從150，20 mg/L降至50，5 mg/L，水質(zhì)顯著改善。

催化臭氧氧化法利用固體催化劑與臭氧的協(xié)同作用，氧化效率大幅提高，比臭氧氧化法反應(yīng)速率高幾個數(shù)量級，同時顯著降低了臭氧投加量，節(jié)省運(yùn)行成本。與臭氧氧化法相比，催化臭氧氧化處理魯奇爐氣化污水后COD去除率由 42.1%提升至78.1%。研究發(fā)現(xiàn)，以Nano-MgO為催化劑可以顯著提高·OH轉(zhuǎn)化生成速率，同時大幅提升污水可生化性。催化臭氧氧化法的后續(xù)改進(jìn)重點(diǎn)為提升氧化速度、縮短處理時間、降低催化劑成本并延長使用周期。

Fenton氧化技術(shù)利用 Fe催化 HO產(chǎn)生·OH氧化污染物，能夠有效降解高COD、高氨氮和高磷污水，反應(yīng)啟動快、設(shè)備簡單、能耗小。然而由于HO利用率低所以HO使用量大，運(yùn)行成本較高；引入鐵鹽使得出水中鐵離子濃度較高，增加了后續(xù)膜處理負(fù)擔(dān)和成本，同時涉及大量含鐵污泥處置；為了保證在pH為2.5~4.0的酸性環(huán)境下運(yùn)行，需要投加大量酸和堿調(diào)節(jié)pH。酸堿的大量消耗和化學(xué)污泥的大量產(chǎn)生限制了Fenton氧化技術(shù)的應(yīng)用。

3.2.5 高效生物技術(shù)

高效生物技術(shù)利用微生物繼續(xù)降解主體生化處理之后殘留的難降解污染物，目前主要有BAF、缺氧移動床生物膜反應(yīng)器（ANMBBR）等。

研究表明，ANMBBR可使得ANMBBR-BAF工藝在污水毒性較高時仍能保證較高的氨氮和總氮的去除效果。ANMBBR-BAF-SBR工藝出水中COD、總酚、氨氮和總氮的去除率分別升至74.6%、92.7%、85.0%和72.3%，其中氨氮和總氮的去除效果顯著優(yōu)于AO傳統(tǒng)工藝。3種工藝中以ANMBBR對有毒有害和難降解物質(zhì)的去除貢獻(xiàn)最大，極大地提高了污水的可生化性并減輕了毒性。這種組合工藝有望作為煤氣化污水深度處理的潛在應(yīng)用技術(shù)。

采用加入高效微生物的改進(jìn)后SBR工藝處理煤氣化污水，中試實(shí)驗(yàn)表明，在COD和氨氮容積負(fù)荷比工業(yè)污水處理系統(tǒng)大1.5倍時，以多階段“進(jìn)水－曝氣－攪拌”的運(yùn)行方式，兩次投加亞硝酸菌，出水COD、氨氮、總氮分別低于60，15，20 mg/L，電導(dǎo)率平均值從3 102 μS/cm降至1 397 μS/cm，COD、氨氮和電導(dǎo)的去除效率分別為88%、93%和55%。

3.2.6 組合技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)污水處理技術(shù)的集約高效，將物理化學(xué)法、高級氧化法、生化法等技術(shù)集成優(yōu)化，充分發(fā)揮各單一技術(shù)優(yōu)勢，更經(jīng)濟(jì)、更高效地處理污水。將催化臭氧氧化法用于生物膜反應(yīng)器之前可極大地改善污水處理效率，并減輕膜污染。將催化臭氧氧化法和ANMBBR－BAF組合用于中試規(guī)模煤氣化污水處理，出水COD、總酚、氨氮和總氮的去除率分別為73%、98%、93%和76%。臭氧氧化－陶瓷膜過濾的小試研究中，臭氧投加量高于100 mg/L時COD去除率高于54.4%，且出水 BOD/COD>0.3，膜分離、臭氧氧化和·OH氧化反應(yīng)均是COD去除的主要貢獻(xiàn)因素。實(shí)驗(yàn)室研究中采用Fenton 氧化技術(shù)與ANMBBR—BAF結(jié)合處理煤氣化污水后，出水可生化性有較大提升，同時COD和色度顯著降低。與ANMBBR—BAF工藝相比，該組合技術(shù)在降低COD、BOD、總酚、總氮和色度方面更有效。

3.3 污水回用及零排放

污水零排放即指不排放任何形式的廢液，將污水中的污染物濃縮成為固體或濃縮液進(jìn)行處理或回收利用。經(jīng)過預(yù)處理、生化處理后的煤氣化污水通常要進(jìn)行膜法脫鹽處理才能達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水回用要求。膜法脫鹽的濃水經(jīng)深度濃縮及結(jié)晶后可實(shí)現(xiàn)污水的分質(zhì)結(jié)晶及零排放。

3.3.1 污水膜法脫鹽回用

膜法脫鹽是在傳統(tǒng)膜技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的新型膜技術(shù)，設(shè)備占地面積小、投資低、系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)好、結(jié)垢少、無腐蝕。目前煉化企業(yè)的達(dá)標(biāo)污水通常采用以超濾膜—反滲透膜（UF—RO）為主的“雙膜法”處理工藝，出水COD和氨氮分別小于10 mg/L和5 mg/L。UF作為RO的預(yù)處理，通過篩分作用截留分子量較大的膠體、有機(jī)物、微生物，保證RO較高的進(jìn)水水質(zhì)。雙膜工藝已廣泛應(yīng)用于煤氣化污水深度處理回用，分離效率高、能耗較低、操作簡便、污染少。納濾膜具有截留二價及高價離子而允許一價離子透過的特性，在雙膜系統(tǒng)UF后加納濾膜能有效緩解RO膜污染和結(jié)垢。然而超濾和納濾技術(shù)無法直接提高污水回收率，因此仍需將含鹽污水進(jìn)一步濃縮甚至結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)近零排放甚至零排放。

3.3.2 含鹽水零排放

基于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)要求，部分地區(qū)必須實(shí)現(xiàn)污水零排放。一般是先將高鹽水進(jìn)行深度濃縮減量化處理，之后進(jìn)行分鹽結(jié)晶。濃縮及污水減量化主要依托高效反滲透（HERO）、電滲析（ED）、機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）、多效蒸發(fā)（MED）等技術(shù)，最后進(jìn)行結(jié)晶或?qū)恹}水經(jīng)納濾膜分離一二價離子實(shí)現(xiàn)分鹽結(jié)晶。

MED由多個蒸發(fā)器串聯(lián)組成，在第一效引入加熱蒸汽用于加熱高鹽污水，產(chǎn)生的蒸汽作為第二效加熱蒸汽，以此類推。高鹽污水經(jīng)多次濃縮達(dá)到飽和后結(jié)晶析出。MED運(yùn)行穩(wěn)定，蒸汽利用率高，但同時存在蒸發(fā)器易結(jié)垢堵塞、對設(shè)備耐腐蝕要求高、占地面積大、冷卻水消耗大等問題。MVR將蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽通過壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，將新鮮蒸汽進(jìn)行升壓、增焓后送入蒸發(fā)器進(jìn)行循環(huán)利用，減少了對外界的能源需求。MVR工藝自控程度高、熱效率高、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低，但設(shè)備成本高。MVR 技術(shù)比 MED技術(shù)節(jié)能約 37.5%，但MVR技術(shù)所得到的混合鹽作為危廢難以有效利用，而MED分鹽結(jié)晶得到的NaCl和NaSO可進(jìn)行銷售，應(yīng)用前景更為廣闊。納濾膜的離子選擇透過特性使得COD和硫酸根的去除率高達(dá) 75%和90%，同時有助于煤化工濃鹽水中NaCl的分離和回收。

4 結(jié)語與展望

煤氣化污水處理是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，煤氣化污水水質(zhì)情況因生產(chǎn)工藝、操作運(yùn)行條件和原煤種類不同而差異很大，因此對于某特定類型的煤氣化污水，依據(jù)水量、水質(zhì)特點(diǎn)、污染物組成、生物毒性、可生化性等理化性質(zhì)，針對性地選擇處理工藝非常關(guān)鍵。

預(yù)處理中酚氨回收效果直接影響到出水水質(zhì)和酚氨利用效率，因此加強(qiáng)酚氨回收過程研究、完善酚氨回收工藝對于煤氣化污水實(shí)現(xiàn)近“零排放”十分重要。

生物處理是煤氣化污水達(dá)標(biāo)排放的核心環(huán)節(jié)，其中厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展以及好氧－厭氧技術(shù)聯(lián)用的應(yīng)用是改善出水水質(zhì)的關(guān)鍵。以高級氧化為首的深度處理技術(shù)是煤化工污水達(dá)標(biāo)排放的重要環(huán)節(jié)，其中催化臭氧氧化技術(shù)及其生物耦合技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，高效催化劑的選擇和成本控制是技術(shù)推廣過程中亟待解決的問題。

雙膜工藝在污水回用及零排放過程中應(yīng)用廣泛，回收率的有效提升是需要關(guān)注的研究重點(diǎn)；蒸發(fā)技術(shù)的成本控制是影響未來發(fā)展的關(guān)鍵；電滲析、納濾等新型膜分離技術(shù)是未來的發(fā)展方向。

涵蓋物理、生物、化學(xué)氧化等組合技術(shù)的全過程優(yōu)化是煤氣化污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢。整體考慮各類技術(shù)銜接的合理性和適應(yīng)性、充分發(fā)揮生物處理和高級氧化單元的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)各單元低成本穩(wěn)定高效運(yùn)作的復(fù)合污水處理技術(shù)才有望解決煤氣化污水治理的難題。