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行业新闻
论煤化工项目废水零排放的可行性

来源: 时间:2019-04-10 15:16:28 浏览次数:

针对含盐废水处理而言,随着煤化工项目的快速建设与投用,工业用水量日趋增大,随之带来的废水排放问题日益突出。煤化工企业最终外排水主要为含盐废水。然而目前国内外对于含盐废水的处理并没有经济高效的解决方案,多采用就地排放的方式。大量含盐废水的排放不仅严重破坏河流水体的自净能力,同时对沿河流域水生态环境也会造成恶劣影响,浪费了大量废水资源。随着未来工业用水量日趋增大,水资源的紧缺及环保法律法规的严格要求,含盐废水的处理及回用问题已成为制约煤化工行业可持续发展的瓶颈问题。

1、含盐废水处理现状

煤化工项目一般包括生产污水、生活污水、初期雨水及含盐废水,其中初期雨水排污量非常少,排水类型以生产污水、生活污水及含盐废水3种类型为主。

某煤化工基地外排含盐水量13001500m3/h,处理程度为浓缩至TDS的质量浓度34g/L,未来处理目标为全部达到“零排放”要求,其中产水回用与工业循环冷却水系统和脱盐水系统必须满足GB500502007中规范对再生水回用于循环冷却水系统的回用要求。回用脱盐水工号则必须满足脱盐水工号对工业原水的要求。零排放最终干化结晶固体采用无害化填埋方式。各厂内部含盐废水来源一致,以煤化工项目甲醇厂为例,含盐废水最初主要来源于循环水工号排污、RO浓水和反洗水及锅炉工号的定排和连排排污水,此外聚甲醛厂得循环水排污水也汇入了甲醇厂的清净下水处理装置,含盐废水来源如图1所示。

2、零排放思路

2.1含盐废水特点

企业内部的用水工艺与取用水源水质关系密切,因原水盐份、硬度、碱度较高。因此它决定了后续回收处理含盐水的投资和运行成本的增加,以及处理难度加大。此外,煤化工含盐废水除了含盐量高、碱度和硬度高同时,还含有经浓缩后的无机有机等污染物质,属于高盐份难生物降解废水。煤化工工业原水pH7.58.5,总硬度250300mg/L,全碱度150200mg/L,浊度0.71.5NTUCOD1030mg/LSiO2Cl-SO42-TDS的质量浓度分别为139015080160400500mg/L,电导率600800μS/cm

TDSCa2+Mg2+、硅酸含量和COD等污染物含量较高,但TSS含量、浊度较低,BOD很低导致可生化性极差,因此采用物理化学的方法实施处理较为高效。

2.2零排放处理总体思路

总体思路为预处理+浓缩减量化浓缩处理(反渗透)+蒸发结晶的方法。首先经预处理去除绝大多数影响膜运行的污染物质,再经碟管式反渗透DTRO膜浓缩至盐的质量分数10%15%,进入蒸发塘或蒸发器进行蒸发结晶。其产水经过次优分级,分别回用于脱盐水处理和循环水处理系统。结晶的干化固体无害化填埋。最终达到液体零排放(ZLD)要求。

2.3关键技术点

1)前端工艺限度减量化。例煤化工含盐废水盐的质量浓度为34g/L,因此可回收利用空间很大。因为含盐废水零排放工艺缓解中投资和运行成本高的为蒸发结晶工艺,因此前端工艺的减量化处理有利于降低后续蒸发结晶投资和整套工艺的综合运行成本。

2)完善预处理工艺设计。预处理工艺的合理和完善,有利于后续膜设备延长使用周期,减少化学清洗频次,延长UFRO膜寿命,降低维护成本和药剂清洗成本,提高后续装置的经济性。预处理设计工艺必须合理和完善,避免预处理设计成为整套工艺的短板,也即避免产生木桶效应。

3)采用技术可靠、经济性好的浓缩减量装置。膜浓缩装置,是整套工艺的减量化重要工艺环节。推荐采用金正环保碟管式反渗透DTRO膜设备,将污染物高倍浓缩。相对于传统RO装置,碟管式反渗透DTRO具有耐盐性强、脱盐率高、稳定性强,pH范围宽,耐污染,可靠性高以及系统安全性高的特点。

 

目前国内DTRO设备因为主要设备依赖进口,投资成本高,成为此技术发展制约主要原因,采用金正环保碟管式反渗透装置可以大幅降低投资成本,金正环保采用美国陶氏膜原材,国际生产设备加工完成,性价比高,可作为煤化工高盐废水的优选方案。膜浓缩装置是蒸发结晶工段之前投资和运行成本高的部分,也是最重要的部分。

4)采用经济性好的蒸发结晶工艺。高度浓缩的含盐水,只有通过蒸发结晶方式进行物化处理才能实现零排放。然而,整套零排放工艺中蒸发结晶工艺的投资和运行成本高。蒸发结晶工艺可以采取2种方式,一是利用蒸发结晶器设备,二是利用蒸发塘进行自然蒸发结晶。具体采用哪种形式,要视用水场合实际情况来决定。

比如西部地区有大面积荒地,地价便宜且日照充足,则可以考虑充分地理和自然环境优势来降低蒸发结晶设备投资。东部沿海地区用地紧缺,且降雨量充沛,因此不适宜在东部采用蒸发塘蒸发结晶。然而无论采用何种蒸发结晶方法,必须充分利用企业内部蒸汽废热资源,降低蒸发结晶工艺的运行成本。

5)各单元工艺可靠且运行成本低。整套零排放工艺是由预处理+减量化工艺(DTRO+蒸发结晶构成的有机整体。如何使得各处理单元协调一致尤为重要。这关乎整套工艺的可靠性和经济性。各个单元都能发挥其处理能力而没有繁冗,这就能保证整套工艺运行成本较低。理想的含盐废水处理零排放综合运行成本在10/t水,越低越好。

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