煤化工高盐废水深度处理工艺路线方法

煤化工行业中，高盐废水（通常定义为总溶解固体量 TDS＞10000mg/L）具有成分复杂（含酚类、氰化物、氨氮、难降解 COD、重金属、多环芳烃等）、盐浓度高、水量波动大的特点，其深度处理的核心目标是实现 “废水零排放（ZLD）” 或近零排放，同时兼顾盐分资源化回收（如工业盐回用），避免二次污染。以下从 “预处理→深度净化→脱盐浓缩→浓水处置→固废资源化” 的全流程逻辑，详细介绍主流工艺路线及方法。

核心工艺路线框架

煤化工高盐废水的深度处理需遵循 “先减量化（去除污染物）、再分离（脱盐）、后浓缩处置（资源化 / 无害化） ” 的原则，典型工艺路线可分为 4 个核心阶段：

预处理阶段 → 深度净化阶段 → 脱盐浓缩阶段 → 浓水处置阶段

各阶段的技术选择需结合废水水质（如 TDS、COD、污染物种类）、资源化需求（淡水回用、盐回收）及成本预算综合确定。

各阶段关键工艺方法详解

1. 预处理阶段：去除悬浮态 / 部分溶解态污染物，保护后续核心设备

预处理的核心作用是降低废水浊度、去除悬浮物（SS）、胶体、部分重金属及易结垢离子（如 Ca²⁺、Mg²⁺）、降解部分难降解 COD，避免后续膜组件（如超滤、反渗透）堵塞、结垢或氧化腐蚀，确保核心处理单元稳定运行。

工艺方法 原理 处理目标与优势 适用场景

均质均量调节 通过调节池（或事故池）混合废水，平衡水质水量波动 避免水质骤变对后续工艺的冲击 所有煤化工高盐废水处理的前端必备

混凝沉淀 投加混凝剂（PAC、PFS）+ 助凝剂（PAM），形成絮体沉淀 去除 SS（去除率 80%-95%）、胶体、部分重金属（如 Fe³⁺、Mn²⁺） 原水 SS＞100mg/L 时优先采用，可搭配斜管沉淀池提升效率

化学软化 投加 Na₂CO₃、NaOH，使 Ca²⁺→CaCO₃、Mg²⁺→Mg (OH)₂沉淀 去除易结垢离子（降低硬度），避免后续膜 / 蒸发器结垢 原水硬度＞300mg/L（以 CaCO₃计）时必需

氧化（AOPs） 利用强氧化性自由基（・OH）降解难降解有机物 降低 COD（去除率 30%-60%），破坏酚类、杂环化合物等，提升废水可生化性 原水 COD＞500mg/L，或含有毒难降解有机物（如吡啶、喹啉）时

脱氨氮处理 蒸氨法（加碱升温，使 NH₄⁺→NH₃挥发后冷凝回收）；折点加氯法（Cl₂氧化 NH₄⁺→N₂） 去除氨氮（避免后续膜氨穿透，影响淡水回用） 原水氨氮＞100mg/L（如煤气化、焦化废水）

2. 深度净化阶段：进一步提质，满足脱盐单元进水要求

预处理后废水仍含有微量有机物、胶体及微生物，需通过深度净化进一步降低 COD、SS，确保进入脱盐系统（如反渗透）的水质达标（通常要求 COD＜50mg/L、SS＜1mg/L、SDI＜5），核心是 “保护脱盐膜” 并提升淡水回收率。

工艺方法 原理 处理目标与优势 关键参数与注意事项

超滤（UF） 利用多孔膜（孔径 0.01-0.1μm）截留大分子有机物、胶体、微生物 去除 SS（至＜1mg/L）、降低 SDI（至＜3），作为 RO 的 “保安过滤” 需定期反洗（气水联合反洗），避免膜污染；常用 PVDF 材质抗污染膜

吸附处理 活性炭 / 特种树脂（如大孔吸附树脂）吸附残留有机物 降低 COD（至＜30mg/L）、去除异味，补充 AOPs 的不足 活性炭需定期再生（热再生）；树脂可重复使用，再生液需单独处理

纳滤（NF） 利用半透膜截留二价盐（如 SO₄²⁻）和大分子有机物，允许一价盐（如 Cl⁻）通过 预处理阶段分盐（如 Na₂SO₄与 NaCl 分离），或进一步降低 COD 操作压力 1.5-3.0MPa，需控制进水硬度，避免膜结垢

3. 脱盐浓缩阶段：核心脱盐，实现淡水回用与盐分浓缩

此阶段是高盐废水处理的核心，目标是分离水中的盐分，产出可回用的淡水（如循环冷却水补水），同时将盐分浓缩至高浓度（TDS＞50000mg/L），为后续浓水处置奠定基础。主流技术以 “膜分离” 为主，辅以电化学 / 热分离技术。

工艺方法 原理 优势与局限性 适用场景

反渗透（RO） 利用高压（1.5-8.0MPa）推动水分子通过半透膜，截留盐分（脱盐率 95%-99%） 优势：脱盐效率高、淡水回收率高（70%-80%）、能耗较低；局限性：浓水 TDS 仅达 50000-70000mg/L，需预处理严格 大多数煤化工高盐废水的主流脱盐技术，可单级或多级串联（如一级 RO + 二级 RO）提升脱盐效果

电渗析（ED/EDR） 利用离子交换膜的选择透过性，通过电场驱动离子迁移，实现脱盐 优势：耐高盐（可处理 TDS＞100000mg/L 废水）、操作灵活；局限性：脱盐率较低（70%-85%）、能耗较高 作为 RO 的补充，处理 RO 浓水或高盐度原水（如 TDS＞30000mg/L）

膜蒸馏（MD） 利用膜两侧蒸汽压差，使水分子汽化通过疏水膜，盐分被截留 优势：可处理极高盐浓水（TDS＞100000mg/L，接近饱和）、脱盐率＞99.9%；局限性：能耗高（需加热）、膜易污染 处理 RO 浓水或蒸发前的预浓缩，适合资源化要求高的项目

分盐技术 纳滤分盐（NF 截留 SO₄²⁻，RO 截留 Cl⁻）；电渗析分盐（EDR 分离一 / 二价盐） 实现盐分资源化（如回收工业级 NaCl、Na₂SO₄），避免杂盐产生危废 原水 Na₂SO₄与 NaCl 含量均较高（如两者均＞5000mg/L），需 “零杂盐” 排放的项目

4. 浓水处置阶段：浓缩液减容与固废资源化 / 无害化

RO/ED 等脱盐技术产生的浓水（TDS 通常为 50000-150000mg/L）仍含有高浓度盐分和残留有机物，需通过 “蒸发结晶” 实现水的彻底分离和盐的固化，是 “零排放” 的Zui后一环。

工艺方法 原理 优势与适用场景 关键注意事项

多效蒸发（MEE） 利用蒸汽多次蒸发 - 冷凝，实现能量梯级利用，浓缩浓水至饱和后结晶 优势：技术成熟、处理量大；局限性：能耗较高（需外部供汽） 适合有富余蒸汽的煤化工项目（如配套电厂），需处理结垢问题（加阻垢剂或在线清洗）

机械蒸汽再压缩（MVR） 利用压缩机将蒸发产生的二次蒸汽加压升温，作为热源循环利用 优势：能耗仅为 MEE 的 1/3-1/2，运行成本低；局限性：初期投资高 主流浓水处置技术，适合无富余蒸汽、规模化处理项目（如水量＞50m³/h）

氧化预处理（WAO/SCWO） 湿式氧化（WAO：高温高压下氧化有机物）；超临界水氧化（SCWO：超临界状态下彻底降解有机物） 降解浓水中高浓度 COD（如 COD＞1000mg/L），避免有机物影响盐纯度 浓水 COD 过高（如＞2000mg/L）时，需预处理后再进入蒸发结晶，否则结晶盐易结块、纯度低

结晶盐资源化 蒸发结晶后通过离心分离、洗涤干燥，得到固体盐；若纯度达标（如 NaCl 纯度＞98%），可作为工业盐回用 实现盐资源回收，减少危废产生（若盐为非危废） 需严格控制进水有机物和重金属含量，避免结晶盐被污染；需按《危险废物鉴别标准》判断盐的属性

典型工艺组合案例（零排放路线）

结合煤化工高盐废水的实际水质（以煤气化废水为例，TDS≈15000mg/L、COD≈800mg/L、氨氮≈150mg/L），主流 “零排放” 工艺组合如下：

调节池（均质均量）→ 蒸氨（脱氨氮）→ 混凝沉淀（除SS/重金属）→ Fenton氧化（降COD）→ 超滤（UF，保安过滤）→ 纳滤（NF，分盐）→ 一级RO（脱盐，产淡水回用）→ 二级RO（浓缩浓水）→ MVR蒸发结晶（盐资源化）

核心效果：淡水回收率＞85%（回用至循环水系统）；结晶盐纯度＞98%（作为工业盐外售）；Zui终仅产生少量污泥（危废，送资质单位处置），实现废水 “零排放”。

工艺选择的关键影响因素

废水水质：TDS 高（＞50000mg/L）优先选 ED/MD；COD 高需强化 AOPs 预处理；盐组分复杂（如含多种重金属）需增加化学沉淀步骤。

资源化需求：需回收工业盐则必须加 “分盐技术”（NF/ED 分盐）；淡水回用需确保 RO 产水达标（如 COD＜30mg/L、TDS＜1000mg/L）。

成本与能耗：MVR 虽初期投资高，但运行成本远低于 MEE，适合长期运行项目；有富余蒸汽的项目可优先选 MEE 降低能耗。

环保政策：部分地区要求 “零杂盐” 排放，需避免产生混合盐危废，此时分盐技术为必选。

行业发展趋势

近年来，煤化工高盐废水处理向 “低能耗、高资源化、智能化” 方向发展，如：

新型抗污染膜材料（如耐碱 RO 膜、疏水 MD 膜）提升膜寿命；

光伏驱动的 MVR 系统降低能耗；

耦合 “氧化 + 膜分离 + 结晶” 的一体化设备，减少占地并提升处理效率。

综上，煤化工高盐废水深度处理需根据实际工况 “定制化设计”，核心是平衡 “处理效果、资源化率、成本” 三者关系，Zui终实现环保达标与经济效益的统一。