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蒸发结晶-10余年从业经验的项目经理 多方位带你全面了解煤化工废水技术.doc

蒸发结晶-10余年从业经验的项目经理 多方位带你全面了解煤化工…

马有为
2017-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《蒸发结晶-10余年从业经验的项目经理 多方位带你全面了解煤化工废水技术doc》,可适用于综合领域

蒸发结晶余年从业经验的项目经理多方位带你全面了解煤化工废水技术【本期内容由上海神农冠名播出】目前国内废水零排放工程普遍投资较大且成本较高。国内首家已建成但还未真正实现废水零排放的神华集团有限责任公司煤制油项目在环保上投入达亿元占到项目总投资的试运行期间每吨有机废水的处理成本超过元每吨含盐水的处理成本则超过元。废水零排放现状技术现状污水达标排放与零排放是两个完全不同的层次。零排放指通过科学的处理实现全厂污水变淡水后回用这才叫零排放。实现零排放主要依靠对终端污水生化达标处理后再由通用技术双膜法进行脱盐处理处理后返回生产系统进行利用。按目前的处理技术一次脱盐处理后仅有,的淡水能回用。如果真正的零排放还需要把剩余的,浓盐水浓缩再处理进行回用。目前煤化工企业实现终端污水达标排放的占,但这并不是零排放。脱盐后,淡水回用的企业占煤化工企业数量的这部分企业可以算接近了零排放但也不是真正的零排放。对剩下的,浓盐水再进行处理回用固体盐进行资源化分盐处理才算是真正的零排放但这部分企业极少极少。要实现真正的固、液同时零排放或近零排放技术上不难难的是以最少的投入、最低的运行费用达到最好的运行效果。目前虽然有生物膜反应器、湿式氧化、等离子体处理、光催化和电化学氧化、膜法分盐、热法分盐等技术但普遍存在处理成本高的问题。成本现状据大唐国际化工技术研究院有限公司介绍大唐国际克什克腾亿年煤制天然气项目每天排放的浓盐水就接近万吨相当于一个万,万人口城市一天的用水量。如果要实施零排放对这部分浓盐水进行回用处理这部分水的费用每吨就要元。围绕选用成本低的零排放技术已经论证了年目前还没有结果。据调查宁夏的煤化工企业用水水源都来自黄河水一次取水价格一般在元立方米。如果实施真正的零排放水处理成本必定要高于一次水取水价格。面对大大增加的水处理投入大部分企业在最后这一阶段放弃了再次治理等于放弃了零排放的最后冲刺。而一旦放弃了零排放的最后冲刺也等于放污染这只虎归山。据调查陕西榆林某年产万吨年甲醇的煤化工企业污水回用工程采用一级三段式反渗透装置污水回收率达到这在业内也算很高的了但是还有的废水仍然要排放掉。这的废水等于浓缩了六七倍废水里面的污染物也等于扩大了六七倍。近一段时间煤化工“零排放”的问题引起业内广泛关注。“零排放”技术已经有无数论著来倡导了它是一种“工业理想”大致是没有争议的。技术应用现状废水“零排放”在国外叫ZeroLiquidDisge简称ZLD即液体零排放。这种技术的出现是因为客观存在“硬需求”即在以下环境中不得不考虑ZLD:当地环境保护要求特别严厉企业靠近当地居民江河或饮用水源(水库)十分缺水的地区如果开发新的水源供水比全部回收排水还昂贵时公众对工厂排污十分反感纳污能力紧缺或当地纳污指标已经用完。而煤化工企业往往就是符合其中一种或多种条件就不得不考虑ZLD。ZLD技术在国外已有成熟的经验美国资源保护公司(RCCI)自年以来已在美国和其他一些国家的多座火力发电厂实现了“零排放”上世纪末也在炼油厂、化工厂、煤矿、铀矿、炼铜厂实施“零排放”。本世纪这家公司被美国通用电气公司(GE)并购我国神华集团鄂尔多斯煤直接液化项目就采用了该公司的ZLD技术。煤化工废水“零排放”工艺介绍现代煤化工企业废水按照含盐量可分为两类:()一是高浓度有机废水。主要来源于煤气化工艺废水等,其特点是含盐量低、污染物以COD为主()二是含盐废水。主要来源于生产过程中煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等,其特点是含盐量高。煤化工企业要实行废水零排放首先要解决的就是脱盐问题。据内蒙古环境科学研究所、徐州水处理研究所介绍煤化工装置达标排放的废水虽然COD、氨氮等达到环保外排标准但水里面含有NaCl、NaSO、CaCl、MgSO、MgCl等盐类这些盐类溶解度较大一般不会沉淀更不会蒸发直接回用会引起设备的结垢、腐蚀和软泥沉积等必须进行脱盐处理。煤化工企业如果仅停留在这个回用层次上也就谈不上废水零排放。但是要进行脱盐处理就必须上脱盐装置。处理工艺步骤煤化工废水“零排放”处理技术主要包括煤气化废水的预处理、生化处理、深度处理及浓盐水处理几大部分。()预处理由于煤气化废水中酚、氨和氟含量很高而回收酚和氨不仅可以避免资源的浪费而且大幅度降低了预处理后废水的处理难度。通常情况下煤气化废水的物化预处理过程有:脱酚除氨除氟等。()生化处理预处理后煤气化废水的COD含量仍然较高氨氮含量为,mglBODCOD范围为,因此多采用具有脱氮功能的生物组合技术。目前广泛使用的生物脱氮工艺主要有:缺氧好氧法(AO工艺)、厌氧缺氧好氧法(AAO工艺)、SBR法、氧化沟、曝气生物滤池法(BAF)等。()深度处理多级生化工艺处理后出水COD仍在,mgl实现出水达标排放或回用都需进一步的深度处理。目前国内外深度处理的方法主要有混凝沉淀法、高级氧化法、吸附法或膜处理技术。()浓盐水处理针对含盐量较高的气化废水等TDS浓度一般在mgl左右除了先通过预处理和生化处理以外通常后续采用超滤和反渗透膜来除盐膜产水回用浓水进入蒸发结晶设施这也是实现污水零排放的重点和难点所在。后续蒸发结晶操作工艺蒸发目前方式有自然蒸发和MVR机械蒸发两种方式。()自然蒸发就是通过建设蒸发塘在合适的气候条件下有效利用充足的太阳能将高浓盐水逐渐蒸发。目前设置蒸发塘的问题主要有:占地面积大存在占用土地资源及资源压覆的问题为确保废水有效蒸发蒸发塘水深必须严格控制随着塘内污水含盐浓度提高将导致蒸发效率下降而煤化工建设地点多为西北地区冬季温度低蒸发困难到目前为止蒸发塘的容积设定一直是一个难题严格说蒸发塘并非真正意义上的废水“零排放”。蒸发塘作为大量废水的集中储存设施存在污染物挥发溃坝等风险对地下水有潜在污染国内蒸发塘的前期研究较少目前成功运行的工程实例极少设计和运行均缺少完善的规范、规定可循。()机械蒸发工艺主要有多效蒸发工艺(MED)和机械蒸汽再压缩工艺(MVR)。多效蒸发(MED)是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一个蒸发器的热源并冷凝成为淡水每一个蒸发器称作“一效”一般情况下循环蒸发器的串联个数(效数)在,个。机械蒸汽再压缩工艺(MVR)是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽提高二次蒸汽的热焓并将二次蒸汽导入原蒸发系统作为热源循环使用。该技术大幅度降低了蒸发器生蒸汽的消耗量补充的生蒸汽也仅用于系统热损失和进出料温差所需热焓的补充。目前在国内已有少数工程案例从运行情况看暴露问题有:腐蚀和污堵问题严重影响蒸发装置的连续、稳定运行。污水中的钙、镁离子和硫酸根离子、碳酸根离子、硅酸盐等蒸发结晶过程中不断浓缩达到共饱和产生硫酸钙、碳酸钙等附着形成垢层,极易污堵设备和管道。运行成本高多效蒸发的蒸汽用量和机械再压缩工艺的药剂量是两种技术的主要消耗成本建设投资高高温下浓盐水的强腐蚀性对设备和材料选材要求高导致设备材料费的增高。废水处理及高浓盐分离结晶是目前制约新型煤化工行业发展的一大瓶颈。据统计我国在新疆、内蒙古、山西、陕西等地投资建设一批煤化工基地。因煤化工项目耗水量大废水成分复杂煤化工行业的废水排放问题成为环保治理的重点。据哈尔滨工业大学介绍目前煤化工浓盐水来自中水回用装置二级反渗透的浓水、循环水排污水以及化学水再生水等。高含盐水含盐量高达mgL主要含Na、K、Ca、Mg、Al、Mn、SO、Cl、NO、NO等离子其中Na的浓度达到mgLCl浓度可到mgLSO浓度为mgL。煤化工浓盐水的另一特点是COD含量较高为mgL。针对煤化工浓盐水中工业盐回收利用上存在的难题可推介一种煤化工浓盐水资源化利用的新工艺。该技术的工艺流程分为步:首先采用钝化工艺去除浓盐水中的钙、镁等重金属离子之后再采用络合工艺去除洗性硅及部分COD将钝化、铬合后的浓盐水酸性吹脱让CO、HCO转化为CO然后进入去除CO的装置调节pH值后的浓盐水进入净化装置分离大部分杂质比较纯净的浓盐水进入净化装置去除大部分有机物和多价离子得到较为纯净的浓盐水最后再采用制盐行业的杂盐分离技术在高温体系分离硫酸钠、低温体系分离氯化钠纯净的工业盐实现回用。煤制油废水零排放技术应用典型现代煤化工企业废水按照含盐量可分为两类:一是有机废水,主要来源于煤气化等工艺废水及生活污水等其特点是含盐量低、污染物以COD为主、氨氮含量高含有酚及多元酚等难生物降解物质二是含盐废水主要来源于生产过程中煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等其特点是含盐量高。煤制油废水处理的技术详解煤制油工艺的废水成分复杂,主要处理气化废水、合成废水、其他工艺排放的生产废水、初期雨水和生活污水需要去除废水中油类物质、氰化物、酚、氨和悬浮物等。煤制油废水处理的技术特点见表。表煤制油废水技术参数表煤制油耗费水量可分为三部分分别为化合水、冷却水和蒸发水。目前百万吨煤制油项目普遍标配循环冷却系统可最大化降低冷却水用量。来自神华、中科合成油内部消息显示经过系统循环吨油水耗可降至吨左右。伊泰鄂尔多斯煤制油示范项目吨油水耗大约为吨。这主要是因为示范项目规模较小配备节水设备并不划算而新上马的煤制油项目为采用先进节水设备形成了可能。中科合成油内部资料显示未来的百万吨级煤制油项目水耗标准要小于吨。未来煤制油水耗进一步降低空间主要在蒸发水部分这一部分通过密闭水系统可最大化节约。据中科合成油透露如采用密闭水系统吨油水耗可降低到吨左右但同时也会为煤制油带来更大的成本压力。技术工艺的整体配套工艺煤化工废水的处理及零排放由以下几个系统组成:高效生物处理系统膜处理系统膜浓缩系统及蒸发结晶系统。()高效生物处理系统生物处理系统的效果对于回用及零排放工艺的影响至关重要。对生产装置排放的污水进行生化处理之前需经过各自的预处理。预处理主要处理气化废水、合成废水、其他工艺排放的生产废水、初期雨水和生活污水需要去除废水中油类物质、氰化物、氨氮、酚和悬浮物等。综合废水生化处理主要采用上海东硕拥有专利技术的水解酸化与AO法相结合的一体化同步脱氮处理工艺。该同步脱氮组合工艺具有操作维护简单、占地面积小、污泥产率低、泡沫问题小、运行费用低、稳定性强等优点。本工艺流程关键技术有:a污水预处理系统:各生产装置排放的污水经过各自的预处理工艺处理后进入综合废水的生物处理系统有利于更好的发挥生化系统的作用。其中合成废水经隔油去除浮油后进入调节池加碱调节pH后进入两级气浮进一步去除浮油、悬浮物及部分有机物出水进入综合废水处理系统气化废水进入气化调节池后由泵提升至絮凝沉淀池去除SS和硫化物出水进入一级、二级氧化反应池进行脱氰氧化处理脱氰后的出水进入综合废水处理系统。b水解酸化池:各生产装置排放的废水经过各自预处理系统处理后进入综合废水调节池均质均量并由废水提升泵提升至水解酸化池水解酸化作用对难降解的COD和多元酚有较好的适应性经水解酸化反应后废水生化性提高、部分有机物被降解。cAO脱氮工艺:废水在没有曝气情况下进入缺氧状态好氧池回流的硝化液回流至缺氧池进行反硝化脱氮反应将亚硝酸盐和硝酸盐分解成氮气释放至大气中。缺氧池的出水进入好氧池。通过对好氧池的鼓风曝气作用同时在好氧菌胶团的作用下废水中的小分子有机物被分解、氧化生成二氧化碳和水含氮化合物被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。通过AO脱氮工艺可以改善难降解污染物的性质强化降解废水中剩余的有机污染物。d高效微生物(HSB)可直接处理高于常规生化法数倍浓度的有机废水。经多项实际工程运用证实HSB对毒性抑制物的耐受能力远高于常规自发性微生物可承受较高浓度的氰化物、硫氰酸盐、硫化物及酚等毒性抑制物浓度HSB高效微生物具有完整的硝化、反硝化及厌氧氨氧化菌群氨氮去除效率高于常规自发性微生物故可有效处理低CN较低的煤化工废水。()膜处理系统煤制油工艺有机废水经过上述流程处理后通常仍不能满足回用标准,需要再进行超滤及反渗透处理才能回用于循环冷却水。生物系统的出水进入高密度沉淀池池内投加PAC、PAM和粉末活性炭同时污泥回流可以有效地增加系统的污泥浓度增加污染物和絮凝剂、污泥的结合几率去除微小的污染物效果良好经过V型滤池和活性炭过滤器预处理的水质可满足后续进膜的要求通过超滤装置去除水中的悬浮物、胶体、细菌和微生物产水进入反渗透装置利用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐分、有机物及微生物等RO产水可回用浓水进入膜浓缩系统进一步处理。()膜浓缩系统经过膜处理回收后剩余的高含盐废水处理通常采用膜浓缩或热浓缩技术将废水中的杂质浓缩。目前高效反渗透(HEMCTec)在国外已经有较广泛的应用但是目前在国内的使用情况还不是很普及。高效反渗透具有运行稳定、运行成本低(一般比传统的RO要低,)、投资费用低(一般比传统的RO要低)、占地空间小的特点适用于高纯水的制备以及废水处理。其主要的流程是:通过软化去除水中的硬度然后再通过脱气去处水中的二氧化碳再加碱将RO进水的pH调到以上。在这种模式下运行RO的回收率通常能够达到以上。()蒸发结晶系统膜浓缩后产生的浓液含盐量通常高达(质量分数)以上。国内应用较多的浓液处置方式有蒸发结晶、焚烧、冲灰等。本套蒸发系统由两套热交换器(辅交换器、主交换器)、高速循环泵、闪蒸器等组成。废水经由提升泵先进入辅交换器经过初步通入少量蒸汽将废水升至特定温度经由主交换器进入闪蒸器闪蒸器内为负压环境闪蒸器末端设有高速循环泵使废水在辅交换器至闪蒸器内部形成高速紊流循环废水以相当的流速进入闪蒸器瞬间蒸发产生水蒸汽及浓缩液。水蒸汽经由蒸汽压缩装置升温升压后通入主换热器作为主换热器热源再通入辅换热器利用余热给后续进入系统的废水升温同时自身凝结成蒸馏水送至用户用水点从而达到蒸发回收的目的。系统产生的浓缩液排出通入结晶装置进行结晶处理并外运。CMVR技术具有如下优点:外置加热装置浸没式沸腾工艺高流速循环工艺独特的交换冷凝工艺全程自动控制以及低能耗等。国内相关技术项目大唐多伦煤化工项目大唐多伦煤化工万吨煤基烯烃项目新增污水处理站工程是中油东北炼化吉林设计院环境分院总承包项目该项目从年月开始动工建设年月成功结晶出盐是国内首座煤化工废水“零排放”成功运行项目项目总投资是亿元。()水质情况污水处理站接纳处理全厂甲醇、MTP、PP、气化、脱硫等生产装置及辅助设施的生产、生活污水。其水质特点是水质成分复杂、有机物含量高(COD=~mgl)、含油浓度高(石油类~mgl)、含盐量大(TDS=~mgl)并且出水要求全部回用出水水质标准为CODmgl、BODmgl、SSmgl。()污水处理工艺简介该污水处理站的工艺流程共包括三大系统分别为:低盐污水处理系统规模mh(日处理量m)采用“分质预处理膜生物反应深度处理”的工艺技术主要处理甲醇、MTP等装置高浓度、高含油的低盐污水出水回用至循环水装置作补充水。浓盐污水处理系统规模mh(日处理量m)采用“二级破氰除氟膜生物反应反渗透纳滤”的工艺技术主要处理气化、脱硫等装置高含盐、高悬浮物的污水处理后净水回用浓水继续处理。蒸发结晶处理系统规模mh(日处理量m)采用“机械压缩再循环蒸发机械压缩降膜结晶”的工艺技术。主要处理浓缩后的浓盐水最终形成结晶盐和脱水后的污泥一同外运堆埋。()处理效果和成本a处理效果低盐系统年月日开始进水调试运行目前已经稳定运行两年在一段时间内进水水质超出设计水质倍的情况下都能保证出水水质优于设计水质指标出水COD平均在~mgl出水含油量在mgl以下。进水负荷达到。浓盐系统年月日开始逐个系列进水运行调试年月日系统出水合格。在气化废水水质不稳定水量过大的情况下经过几个月的稳定运行出水持续保持稳定COD~mgl出水TDS等指标完全符合设计要求。处理水量最大负荷可达到。蒸发结晶系统年月日开始晶种培养进行调试运行年月日结晶系统成功出盐。整个运行过程中。蒸发、结晶出的蒸馏水CODmgl总碱度mgl悬浮物mgl含盐量~mgl满足回用要求。受实际来水水量限制蒸发结晶系统目前处理水量为~mh。b成本分析在整个水处理过程中主要成本消耗为电、药剂和蒸汽。三大系统的单位运行成本(不包括人工和折旧)经核算分别为:低盐系统元m浓盐系统元m蒸发结晶系统:~元m()技术先进性国内首座成功起运的煤化工污水零排放项目填补了空白积累了宝贵经验将成为示范性工程针对不同水质分别采用了分质预处理工艺提高后续构筑物的处理效率和效果生化处理核心工艺采用具有自主技术的AO工艺该工艺具有工艺先进、处理效果良好、运行稳定等优点浓盐水处理采用自主研发的破氰除氟工艺结合膜生物反应器和纳滤反渗透工艺出水水质达到回用要求蒸发结晶工艺是在立足于国内降膜结晶技术的基础上与GE公司的机械蒸汽再压缩技术相结合而形成的新工艺。充分利用化工设计院的优势蒸发结晶系统流程计算精准、配管精细、材料选择做到经济合理极大地降低了建设投资。山西潞安矿业(集团)有限公司山西潞安矿业(集团)有限公司高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目是山西省标杆项目是一个煤炭高端转化、深度转化的示范项目生产柴油、石脑油、LPG、FT蜡、溶剂油等四十余种产品。根据整体规划要求污水实行全面收集、集中处理就近回用。新建th煤制油废水零排放工程主要包括净水站、化水站、污水站及循环水站的水处理其中污水站包括气化装置、合成水处理、生活污水、初期雨水及其他工艺装置排放的生产污水。为了实现零排放将污水、化水站排污水及循环排污水等进行中水回用处理中水回用产生的浓盐水(高含盐)进一步浓缩、蒸发及结晶处理。目前该项目现已开始施工预计年建成并投产将成为世界首家以“四高四低”为鲜明特色的煤化工资源综合利用循环经济园区高硫煤煤基多联产清洁利用项目世界第一。建成后的水处理站预期能够满足废水污染治理及零排放的目的产品水的各项指标可达到再生水用作工业用水水源的水质标准成为现如今我国最大的煤化工废水的零排放工程。文章来源:蒸发结晶技术的博客百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网tocom,您的在线图书馆!

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