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中國是世界上焦炭生產大國，多年來我國焦炭產量一直占世界焦炭總產量的67%以上。2017年至2021年我國焦炭產量從43143萬噸增加至46445.8萬噸，年均復合增長率為1.86%。2022年，我國焦炭產量將有望達到47310.3萬噸。
我國擁有完整的焦化工業體系，在規模、產量、技術和管理等方面，均處于高水平，為我國鋼鐵、化工、有色冶煉和機械制造等領域的國民經濟發展做出了巨大貢獻。經過多年的發展，焦化行業經歷人工化、機械化、電氣化階段，現正朝著自動化和智能化方向發展。轉型、技術升級的進步在不斷重塑焦化行業。同時，在政策利好和技術進步背景下，焦化行業前景光明。
“十四五”新時期，焦化行業走高質量、綠色發展路徑
“十四五”時期，根據《焦化行業“十四五”發展規劃綱要》闡述，焦化行業面臨著新要求。到2025年焦化廢水產生量減少30%，氮氧化物和二氧化硫產生量分別減少20%;優化固體廢棄物處理工藝，固體廢棄物資源化利源率提高10%以上。
環保要求趨嚴，要求企業對焦化廢水處理至達標后排放，走高質量、綠色發展路徑。對于一些水資源缺乏的地方，要求將焦化廢水處理至回用標準，回用于企業內部，實現廢水的近零排放。而焦化廢水中含有大量的大分子難降解有機物，傳統的活性污泥法不能有效的去除該部分物質，使得生化出水中仍含有較多的有機物。導致其出水不能達標排放或回用于企業內部。因此，針對其中的難降解有機物，需對其進行深度處理。
目前，國內對焦化廢水主要采用活性污泥法和混凝沉淀法聯合處理，能達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)二級排放標準。隨著新的《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171—2012)實施，煉焦化學污水直接排放標準將于2015年進一步提高至COD80mg/L、氨氮10mg/L，原有生化處理方式已經不能滿足新標準的綠色發展要求。
打造焦化廢水資源化利用新方向
焦化行業中的一批關鍵核心工藝裝備，實現了從引進、模仿、跟蹤向自主創新和研發制造。我國焦化產業已經形成了集“設計研發、裝備制造、建設施工、生產運營、檢化驗”等為一體的較為完備的工業體系，工藝流程和現代化裝備水平不斷提升，為建設我國現代化焦化產業提供了堅實的技術裝備保障。
其中，膜分離技術是現代化設備應用的關鍵技術，主要的優勢在于對焦化廢水污染的處理，符合行業新的發展目標。膜分離技術與傳統的分離過程如過濾、精餾、萃取、蒸發、重結晶、脫色、吸附等相比，具有操作簡便，設備緊湊，工作環境安全，節約能耗和化學試劑，無相變，無污染等特點，是具有發展前途的高新技術之一，將在21世紀的工業技術改造中起決定性的作用。
在焦化廢水進一步深度處理過程中，采用超濾、反滲透等膜組合技術，可實現廢水資源的循環利用，符合國家倡導的以低消耗、低排放和高效率為基本特征的循環經濟發展模式，與焦化廢水“十四五”時期新要求完全“契合”。
膜分離技術深度處理焦化廢水，打出“組合拳”
焦化廢水的水質因工藝流程和生產操作方式不同而有差異，一般焦化廠經脫酚、蒸氨、生化、回用后的濃鹽水的含鹽量高，通常大于15 000mg/L;COD含量高且基本均為難生化降解有機物，通常在300~1 000mg/L;氟離子含量很高，通常大于150mg/L，硬度不高。水量通常不太大，隨焦化規模不同濃鹽水量從每小時幾十噸到幾百噸不等。
焦化廢水深度處理的方法很多，目前有廣泛應用前途的工藝為分鹽工藝，通常采用分鹽納濾膜分為一價氯化鈉和二價硫酸鈉，分鹽后濃淡水側分別濃縮，濃縮后的高濃鹽水進一步資源化。整體工藝為預處理+膜集成濃縮+高濃鹽水資源化。
焦化廢水中膠體含量比較多，需采用超濾去除水中大部分膠體。水中主要鹽分為硫酸鈉和氯化鈉，少量NO-3、K+、F-，采用分鹽納濾膜進行分鹽。分鹽后濃淡水側采用膜集成工藝分別濃縮。
納濾濃水側主要為濃縮后的硫酸鈉，COD主要在納濾濃水側，濃縮后硫酸鈉濃度約3.5%~5%，COD約200~800mg/L。通常采用濃水納濾進一步濃縮硫酸鈉濃度至6%~12%，或采用蒸汽機械再壓縮技術進行蒸發濃縮。
納濾產水側主要為氯化鈉，濃度約1%~1.5%，COD含量約50~100 mg/L，二價離子含量通常很低，不易發生有機物污染和無機物結垢，水質相對好。通常通過反滲透進一步濃縮至氯化鈉濃度為8%~10%，或通過反滲透濃縮至氯化鈉濃度為4%~5%后通過電滲析濃縮至16%~20%。
膜集成濃縮工藝是在焦化廢水深度處理領域研究和應用較多的處理工藝。膜分離等深度處理技術可提高資源回收利用率、提高處理能力與效率、降低能耗與運營成本，將是今后發展的重點方向。
結語：
作為我國煤炭消費第二大行業，風口上的焦化行業減碳行動刻不容緩，且減污降碳任務艱巨、挑戰嚴峻。未來，焦化行業作為煤消耗、碳排放大戶，勢必還會在各方政策支持下，走上更為清潔、綠色的生產之路。
在焦化廢水處理中，不同的處理工藝各有優缺點，根據企業的實際情況選擇才合理。采用超濾、反滲透等膜組合技術，可實現廢水資源的循環利用，符合國家倡導的以低消耗、低排放和高效率為基本特征的循環經濟發展模式。膜法處理焦化廢水，實現了焦化廢水的回收再利用，保護了環境，節約了水資源；并為企業走上技術化、集約型、高效益、可持續發展之路奠定了堅實基礎。
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