新型煤化工廢水零排放技術(shù)分析

時(shí)間:2022-12-21 09:37:31

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新型煤化工廢水零排放技術(shù)分析

摘要:隨著環(huán)境問題的日益突出和能源短缺越來越嚴(yán)重,煤化工企業(yè)的污水處理成為城市整治的重點(diǎn),所以煤化工企業(yè)必須要優(yōu)化廢水排放技術(shù),解決其耗水量、廢水排放量大、污染物濃度含量高的問題。在這樣的背景下,新型煤化工廢水排放技術(shù)得以發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“無廢水外排”。其技術(shù)工藝復(fù)雜,需要通過多道工藝處理來實(shí)現(xiàn)煤化工廢水的“零排放”,這對于解決我國水資源短缺和環(huán)境污染有重要的作用,是煤化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

關(guān)鍵詞:煤化工;零排放技術(shù);問題;策略

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)帶來了很多問題,包括環(huán)境和能源問題,制約著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,所以必須要及時(shí)解決這些問題。煤化工企業(yè)的發(fā)展對我國環(huán)境和能源有重要的影響,必須要解決其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,促進(jìn)煤化工廢水的零排放。因此,就要積極探索新型煤化工廢水零排放技術(shù),結(jié)合我國現(xiàn)階段廢水零排放的情況,探索有效的技術(shù),降低廢水零排放技術(shù)工藝的運(yùn)行難度和風(fēng)險(xiǎn)。

1新型煤化工廢水零排放技術(shù)的主要問題

1.1排放工序復(fù)雜。近年來,我國很多煤化工企業(yè)開始探索廢水零排放的技術(shù),不斷優(yōu)化調(diào)試了其工藝流程和相關(guān)參數(shù),有效降了其生產(chǎn)過程中的能耗。但是因?yàn)閴毫Α⒎磻?yīng)溫度等相關(guān)參數(shù)不斷變化,使得整個(gè)試驗(yàn)調(diào)試過程中的廢水水質(zhì)也不停出現(xiàn)波動(dòng)。而且生產(chǎn)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性不足,難以滿足廢水處理系統(tǒng)的回用水要求,所以廢水處理后還不能進(jìn)行有效利用,依然只能運(yùn)用傳統(tǒng)的方法向外界排放,不能有效解決環(huán)境污染問題[1]。1.2排放方案不科學(xué)。不同于傳統(tǒng)的污水直接排放,新型煤化工廢水零排放技術(shù)是將廢水、含鹽廢水進(jìn)行過濾處理和反滲透處理,并進(jìn)行回收利用。在實(shí)際運(yùn)行過程中,如果污水濃度推算依據(jù)反滲透濃縮倍數(shù),水質(zhì)的實(shí)際特點(diǎn)就不能精確把握。而且經(jīng)過二段處理后的濃鹽水再次進(jìn)行濃縮回收,就會(huì)大大增加濃鹽水的濃度,如果處理的不好,這些處理過的廢水也起不到環(huán)境保護(hù)的效果。蒸發(fā)結(jié)晶這一零排放技術(shù)的能耗高,通常企業(yè)都不會(huì)長時(shí)間運(yùn)用這一方式,所以運(yùn)用最普遍的還是自然蒸發(fā)塘,但是其占地面積大,外泄?jié)B漏現(xiàn)象頻發(fā),還難以實(shí)現(xiàn)廢水零排放處理。1.3水平衡困難。煤化工廢水零排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是進(jìn)行廢水的深度處理回收,包括循環(huán)排污、生化處理生產(chǎn)廢水等環(huán)節(jié)?,F(xiàn)在煤化工企業(yè)越來越重視廢水的綜合處理利用,這也提高了企業(yè)廢水回用的能力,推動(dòng)了廢水回收循環(huán)利用。但是目前水回用和平衡調(diào)度難度越來越高,這與水循環(huán)需求變化方式、生產(chǎn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定性等多方面的因素有關(guān)。1.4廢水深度處理有難度。在設(shè)計(jì)煤化工廢水零排放時(shí),通常會(huì)處理廢水再進(jìn)行水系統(tǒng)的循環(huán)水回用,這是為了提升廢水的回用能力。但是這樣的處理使得后續(xù)的廢水深度處理難度大大增加,所以在煤化工企業(yè)的循環(huán)排水廢水處理中開始運(yùn)用高效分子滲透廢水處理技術(shù),這就大幅度提升了廢水回用效率,濃鹽水蒸發(fā)處理量越來越少,推動(dòng)了廢水零排放目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2加強(qiáng)新型煤化工廢水零排放技術(shù)的策略

2.1生化處理技術(shù)。生化處理技術(shù)的核心工藝就是污水處理,這影響到出水的達(dá)標(biāo)。煤化工中的活性污泥法處理技術(shù)主要包括序批式活性污泥法(SBR)和生物脫氮工藝(A/O)兩種。SBR技術(shù)具有抗沖擊、抗污堵、抗結(jié)垢能力強(qiáng)等特點(diǎn),是煤化工污水處理應(yīng)用廣泛的一種工藝,其變形工藝多,不過需要結(jié)合水質(zhì)水量的變化對步序和使用系列進(jìn)行調(diào)整。比如SBR變形工藝常規(guī)設(shè)置的系列不小于4個(gè),調(diào)整步序可以保證正常出水,使得受沖擊系列恢復(fù)更加快速。而且這一技術(shù)可以結(jié)合射流曝氣方式和碟式曝氣器一起使用,可以大大減少曝氣頭堵塞的問題;在同等生化停留時(shí)間下,A/O工藝比SBR工藝的占地小,投資和儀表閥門量少,其運(yùn)用的常規(guī)形式是推流式,抗沖擊和沖洗后恢復(fù)性能不高。但是運(yùn)行維護(hù)簡單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,只要保證煤化工上游工藝裝置排水足夠穩(wěn)定即可。2.2深度處理工藝。廢水深度處理主要針對的是污水生化出水中的少量氨氮和有機(jī)物,包括臭氧氧化、臭氧催化氧化、曝氣生物濾池(BAF)、膜處理(MBR)等多種工藝。在煤化工廢水處理中運(yùn)用最普遍的是臭氧氧化和臭氧催化氧化,其反應(yīng)過程中不需要添加其他藥劑和污水的鹽分,工藝流程簡單,為后續(xù)回用提供了有機(jī)物指標(biāo)保障,而且不產(chǎn)生污泥。2.3污水回用處理。污水處理站處理了生產(chǎn)生活污水后,如果要滿足回用水指標(biāo),還需要運(yùn)用水中的各類無機(jī)鹽進(jìn)行進(jìn)一步處理。而要兼顧后續(xù)雙膜單元的水收率和膜的使用壽命,就需要運(yùn)用回用預(yù)處理工藝,進(jìn)行水的化學(xué)軟化處理,去除其中的二氧化硅、懸浮物等污染物。通常運(yùn)用石灰純堿法來進(jìn)行水質(zhì)的化學(xué)軟化,個(gè)別項(xiàng)目硬度可以運(yùn)用石灰法。廢水預(yù)處理是膜處理效果的關(guān)鍵因素,一般總硬度不超過200mg/L,懸浮物不超過5mg/L,所以會(huì)運(yùn)用化學(xué)軟化、沉淀和過濾的工藝處理。2.4膜處理工藝。目前我國的除鹽工藝有離子交換法和反滲透膜法兩種,離子交換法適合處理含鹽量不高的廢水,煤化工污水回用系統(tǒng)運(yùn)用的主要是反滲透膜法。防止膜污染可以減少其清洗次數(shù),所以在反滲透膜前設(shè)置超濾膜,保證了反滲透單元的水化率。反滲透裝置處理可以。證污水脫鹽率不小于97%,可以截留水中大部分的細(xì)菌、膠體和大分子量有機(jī)物,降低酸、堿和酸堿回用水的環(huán)境污染,提高出水水質(zhì)的穩(wěn)定可靠性,降低運(yùn)行費(fèi)用。2.5濃鹽水處理煤化工企業(yè)中濃鹽水處理的工藝多樣,如果其總進(jìn)水含鹽量2000mg/L,水量為1500t/h,常規(guī)工藝就要運(yùn)用化學(xué)軟化、沉淀、過濾和濃水雙膜,將濃水濃縮到30g/L,蒸發(fā)結(jié)晶單元規(guī)模100t/h。而運(yùn)用高效反滲透需要在常規(guī)工藝中增加離子交換軟化和高效反滲透,將濃水濃縮濃縮30倍后進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。2.6蒸發(fā)結(jié)晶工藝。高濃鹽水的含鹽量高,回收利用困難,所以需要繼續(xù)進(jìn)行濃縮處理,主要的處理方式包括蒸發(fā)塘和熱法蒸發(fā)結(jié)晶兩種,而運(yùn)用最普遍的是熱法蒸發(fā)結(jié)晶,因?yàn)檎舭l(fā)塘需要有足夠的場地和環(huán)境,使得其使用受到限制。熱法蒸發(fā)結(jié)晶需要先濃縮后結(jié)晶,包括機(jī)械蒸汽壓縮循環(huán)蒸發(fā)工藝(即MVR)和多效蒸發(fā)工藝兩種。但是MVR工藝的處理成本更低,主要運(yùn)用在蒸汽不足的煤化工項(xiàng)目中,而多效蒸發(fā)工藝運(yùn)用在廢熱蒸汽有余的項(xiàng)目,其工藝流程簡潔,運(yùn)行維護(hù)簡單,但是運(yùn)行費(fèi)用高。環(huán)保部門將大部分煤化工項(xiàng)目熱法結(jié)晶產(chǎn)出的鹽分定義為危廢,所以其外運(yùn)處理費(fèi)用非常高,必須要保證運(yùn)用熱法結(jié)晶工藝可以控制蒸發(fā)結(jié)晶單元的設(shè)計(jì)參數(shù),滿足分鹽至產(chǎn)品級(jí)的目的,保證雜鹽含量不超過總鹽量的15%。這一工藝只能處理鹽,如果濃鹽水中有機(jī)物的前端控制不到位,要保證熱法結(jié)晶系統(tǒng)的正常運(yùn)行和鹽的品質(zhì),就必須要運(yùn)用蒸發(fā)結(jié)晶段進(jìn)行母液的定期排放。2.7污泥和結(jié)晶鹽處理。在煤化工污水零排放的中,污泥包括有機(jī)污泥、無機(jī)化學(xué)污泥和雜鹽及母液。其中有機(jī)污泥來源于污水處理站生化的剩余污泥,污水處理站生化預(yù)處理單元和回用水站軟化單元中會(huì)產(chǎn)生無機(jī)化學(xué)污泥,主要表現(xiàn)為無機(jī)顆粒物,污泥量大,末端的熱法結(jié)晶段產(chǎn)生的是雜鹽和母液。處理生化污泥需要進(jìn)行濃縮后機(jī)械脫水,通過疊螺式脫水機(jī)或臥螺式離心機(jī)運(yùn)用保證出泥含水率在80%~85%。如果項(xiàng)目污泥量大,可以增加污泥干化措施,保證含水率不超過40%,減少了外運(yùn)泥餅量;而要提高無機(jī)化學(xué)污泥泥餅的固含率,需要進(jìn)行板框壓濾機(jī)處理,保證泥餅含水率不超過60%;處理雜鹽和母液要注意提高其固含率,可通過盤式干燥機(jī)的處理來減少外運(yùn)處置規(guī)模。

3結(jié)語

新型煤化工廢水零排放技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了我國環(huán)境保護(hù)的發(fā)展,是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。新型煤化工廢水零排放技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng),需要結(jié)合其運(yùn)行現(xiàn)狀促進(jìn)零排放,加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的完善改進(jìn)。提升新型煤化工廢水零排放技術(shù)的運(yùn)行效率,既可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù),降低能源消耗,更可以推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉奇,韓月.新型煤化工廢水零排放技術(shù)問題與解決方式[J].工程技術(shù):引文版,2017,(01):227.

作者:劉慧霞 單位:1.呂梁市煤炭工業(yè)學(xué)校