煤化工廢水中含有大量的高濃度難生物降解的有機(jī)污染物，其水質(zhì)可生化性差，處理難度極大國(guó)家對(duì)煤化工項(xiàng)目的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)高，要求廢水回用率在95%以上，并最終達(dá)到“零排放”目標(biāo)。因此提高煤化工廢水中的污染物處理效果成為了我國(guó)目前煤化工廢水領(lǐng)域的重中之重。將煤化工廢水進(jìn)行深度處理并回收利用能夠同時(shí)滿足煤化工廢水零排放的國(guó)家要求同時(shí)降低煤化工行業(yè)的水資源利用量，促進(jìn)煤化工行業(yè)的綠色發(fā)展。煤化工廢水的深度處理技術(shù)包括高級(jí)氧化法、混凝沉淀法、吸附法、生化法和膜處理法等，其中膜處理技術(shù)不僅可以去除水中的有機(jī)物，還可以去除水中的硬度和鹽分，因此最具有發(fā)展?jié)摿Α?/span>

1、焦化廢水深度處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

焦化廢水主要來(lái)自于焦?fàn)t煤氣初冷和焦化生產(chǎn)過(guò)程中的蒸汽冷凝廢水及生產(chǎn)用水，是一種非常典型的工業(yè)有機(jī)廢水，其水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物含量高，不僅包括大量的酚類、聯(lián)苯等難降解有機(jī)污染物，還含有氰、氟、氯代苯等有毒有害的毒性物質(zhì)，極大影響生化處理效果，處理難度較大。目前焦化廢水的處理一般采用三級(jí)水處理的方式，即先進(jìn)行預(yù)處理回收部分污染物，再進(jìn)行生化處理對(duì)污染物進(jìn)行初步消解，最后進(jìn)行深度處理和回收利用。膜處理技術(shù)由于其出水水質(zhì)高、操作方便、占地面積小、能耗低的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于焦化廢水深度處理。

常用的膜分離技術(shù)包括微濾、超濾、納濾和反滲透法等，基于目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平，常用于處理焦化廢水的技術(shù)主要分為兩類，一類僅利用膜分離技術(shù)對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，即全膜法深度處理反滲透廢水；另一類是將膜分離技術(shù)和其他深度處理技術(shù)結(jié)合使用的組合分離技術(shù)深度處理。

1.1 全膜法深度處理

砂濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)自清洗過(guò)濾器進(jìn)入超濾設(shè)備去除膠體等污染物，在超濾產(chǎn)水的同時(shí)投加還原劑、阻垢劑、非氧化性殺菌劑，經(jīng)過(guò)泵增壓進(jìn)入納濾系統(tǒng)去除硬度、二價(jià)鹽離子等污染物，最后進(jìn)入反滲透系統(tǒng)進(jìn)一步去除離子等污染物，反滲透產(chǎn)水進(jìn)入回用水池待用。

“超濾+納濾+反滲透”法適合用COD、硬度、含鹽量比較高的生化處理出水的深度處理。在整個(gè)流程中，超濾能夠去除膠體等較大顆粒的污染物，納濾在去除水中的二價(jià)鹽和硬度方面有較大的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)兩次膜分離后的出水經(jīng)高壓泵增壓后進(jìn)入反滲透系統(tǒng)進(jìn)一步去除離子等污染物，使得出水水質(zhì)最終達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。穆明明等人在某一焦化企業(yè)采用“超濾+納濾+反滲透”為核心的全膜法對(duì)焦化廢水進(jìn)行了深度處理，出水的各項(xiàng)污染物去除率均超過(guò)了95%，并且運(yùn)行成本低于當(dāng)?shù)毓I(yè)用水價(jià)格的41.5%，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

1.2 組合分離技術(shù)深度處理

近年來(lái)，在焦化廢水深度處理領(lǐng)域，單一處理工藝較為成熟，但出水無(wú)法滿足要求。采用多種處理工藝聯(lián)合處理，可以綜合各項(xiàng)處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到更好的出水效果。

山西某焦化廠對(duì)經(jīng)過(guò)AAO工藝處理后的焦化蒸氨廢水采用超濾、反滲透等組合膜工藝處理，發(fā)現(xiàn)出水中COD、氨氮、CN－離子的含量明顯降低。唐山某焦化廠為保證納濾系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到要求，設(shè)置了包括多介質(zhì)過(guò)濾器和超濾系統(tǒng)的處理系統(tǒng)。生化處理后的焦化廢水經(jīng)過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器、超濾系統(tǒng)等預(yù)處理，再經(jīng)過(guò)納濾膜系統(tǒng)處理，其出水可回用作循環(huán)冷卻水。張一紅等人將催化氧化法與膜分離技術(shù)相結(jié)合，對(duì)A/O生化處理后的焦化廢水進(jìn)行處理。該工藝能夠大幅度降低廢水中COD和懸浮物等各類污染物的含量，一次性投資較少，處理效果穩(wěn)定，并且產(chǎn)水率相對(duì)提高。

2、半焦廢水深度處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

煤化工半焦廢水的生產(chǎn)過(guò)程主要是以不黏煤和弱黏煤為原料，采用中低溫（約600℃~800℃）干餾處理，同時(shí)副產(chǎn)煤焦油和焦?fàn)t煤氣。相較于焦化廢水，半焦廢水中污染物的濃度更高，成分也更復(fù)雜。其產(chǎn)生的廢水中含有大量苯系物、酚類、多環(huán)芳烴、氮氧雜環(huán)化合物等有機(jī)污染物以及重金屬等無(wú)機(jī)污染物，是一種典型的高污染、高毒性工業(yè)廢水。

由于半焦行業(yè)興起較晚，半焦廢水的處理工藝不夠成熟。焦化廢水處理工藝，即“物化處理+生化處理+深度處理+濃鹽水處理”，如圖2所示，其中膜處理技術(shù)主要應(yīng)用于脫鹽處理工藝和濃鹽水處理工藝中。

2.1 脫鹽處理工藝

半焦廢水中的脫鹽處理一般采用組合膜工藝處理，處理工藝位于生化處理之后。在脫鹽廢水常結(jié)合超濾或納濾（UF/NF）和反滲透（RO）工藝進(jìn)行處理生化出水。因?yàn)?/span>UF可進(jìn)一步去除水中懸浮物、膠體、有機(jī)物等雜質(zhì)，而RO工藝主要通過(guò)反滲透膜脫除全部二價(jià)及以上離子和絕大部分一價(jià)離子，使得水中的離子濃度得到極大的下降，其出水完全可用于工業(yè)循環(huán)冷卻用水。

2.2 濃鹽水膜濃縮處理工藝

濃鹽水的膜濃縮工藝，目前常用的有高效反滲透膜濃縮（HERO）、碟管式反滲透（DTRO）以及震動(dòng)膜濃縮等。

HERO是一種主要用于預(yù)濃縮的熱力蒸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)施，其過(guò)程主要是先對(duì)來(lái)水進(jìn)行軟化除硬、脫氣、加堿后，在高pH環(huán)境中，進(jìn)入RO膜進(jìn)行膜濃縮。運(yùn)行過(guò)程中，RO膜處于連續(xù)清洗狀態(tài)。碟管式反滲透（DTRO）是一種特種分離膜，其反滲透膜片和水力導(dǎo)流盤疊放在一起，相比于傳統(tǒng)的反滲透，DTRO具有更寬的通道、更短的流程和高速湍流的特點(diǎn)，它可以延緩膜堵塞問(wèn)題的出現(xiàn)，提高膜的使用壽命。震動(dòng)膜濃縮采用平板反滲透膜進(jìn)行濃縮處理，外加機(jī)械高頻率震動(dòng)在濾膜表面產(chǎn)生高剪切力的新型、高效的“動(dòng)態(tài)”膜分離技術(shù)。根據(jù)大唐克旗項(xiàng)目投產(chǎn)一年后的工程實(shí)例，該技術(shù)相比于常規(guī)RO濃縮具有更好的過(guò)濾效率，因?yàn)楦哳l振動(dòng)，更有效的防止了膜面結(jié)晶，延長(zhǎng)了膜的使用壽命。

煤化工行業(yè)的廢水進(jìn)行濃縮處理后，一般DTRO回收率為80%左右，其余膜濃縮工藝的水回收率均可達(dá)90%以上，水資源回收效率顯著。

3、煤氣化廢水深度處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

煤氣化是以煤或煤焦為原料，在一定的溫度和壓力條件下，將煤或煤焦與氧氣、水蒸氣等氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為水煤氣的過(guò)程，應(yīng)用較多的主要有碎煤加壓氣化、粉煤氣化和水煤漿氣化工藝。一般的氣化廢水需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理、生化處理、深度處理三個(gè)階段。在生化處理后的出水中，難降解物質(zhì)、COD、色度等指標(biāo)往往很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)通過(guò)膜技術(shù)的處理，能夠其滿足回用水水質(zhì)，因此膜技術(shù)成為了煤氣化廢水深度處理辦法之一。目前常用的技術(shù)有膜生物反應(yīng)器（MBR）、納濾（NF）、超濾（UF）、反滲透（RO）等。

MBR是一種將生物降解與膜技術(shù)相結(jié)合的污水處理技術(shù)。首先依靠反應(yīng)器內(nèi)微生物降解污水中的有機(jī)污染物，再利用膜分離技術(shù)將大分子有機(jī)物、懸浮物截留在反應(yīng)器內(nèi)，使得出水與污泥固液分離，達(dá)到凈化目的。

4、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)煤化工行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)不斷升級(jí)，隨之而來(lái)的水污染問(wèn)題也日益嚴(yán)峻。膜技術(shù)因?yàn)槠錈o(wú)相變、無(wú)化學(xué)反應(yīng)、選擇性好、適應(yīng)性強(qiáng)、低能耗等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用煤化工各階段廢水處理。不僅是在深度處理中，在預(yù)處理、生化處理階段也被廣泛應(yīng)用。另外，在電力、城市生活污水處理等領(lǐng)域，膜技術(shù)也被廣泛應(yīng)用著。通過(guò)膜組分與結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，可以適應(yīng)不同行業(yè)出水要求和標(biāo)準(zhǔn)，所以其具有良好的發(fā)展方向和廣闊的發(fā)展前景。（來(lái)源：大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院）