探讨煤化工水处理工艺存在的问题张成龙--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

探讨煤化工水处理工艺存在的问题张成龙

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：张成龙

[导读] 摘要：随着煤化工企业的快速，煤化工水处理工艺存在的问题已成为业内人士关注的重点，基于此，本文首先分析了煤化工水处理工艺，并在此基础上分析了灰黑水系统自身的污垢问题，灰黑水污水处理、循环、深度回水问题，与此同时还分析了灰黑水对蒸发结晶器的影响及双模系统中UF、RO的常见问题及解决方案。

        新疆庆华能源集团有限公司新疆伊宁 835100
        摘要：随着煤化工企业的快速，煤化工水处理工艺存在的问题已成为业内人士关注的重点，基于此，本文首先分析了煤化工水处理工艺，并在此基础上分析了灰黑水系统自身的污垢问题，灰黑水污水处理、循环、深度回水问题，与此同时还分析了灰黑水对蒸发结晶器的影响及双模系统中UF、RO的常见问题及解决方案。
        关键词：煤化工；水处理工艺；存在问题
        1.煤化工水处理工艺概述
        煤化工水处理主要是对灰黑水、循环水等废水进行处理。随着我国社会的快速发展，水资源短缺问题却日益加剧，解决水资源短缺问题是当前人们关注的重点。现阶段常用的煤化工水处理工艺主要包含污水处理、深度处理、含盐废水处理及蒸发结晶等工艺。
        在处理煤化工水时，各工艺间都是相互关联的，不论哪一环节出现故障，都会影响煤化工水处理系统的正常运行，导致安全隐患。在煤化工水处理系统运行期间，新鲜水作为该系统运行必不可少的资源之一，通常情况下，需将新鲜水添加至脱盐水系统及循环冷却水系统中，在系统正常运行期间，各工艺的排水都会被回收利用，而脱盐水处理系统及循环冷却水系统排出的污水则会进入含盐水处理系统，进入该系统的污水经过净化、沉淀之后的产水会补给于脱盐水处理系统及循环水系统。灰黑水系统及其它废水系统会处理各自所排出的污水，这些处理后的污水，则会混入污水处理系统中，沉淀一段时间后，沉淀过的水则会进入双膜深度处理系统脱盐回用，产水会补给于脱盐水处理系统及循环冷却水系统。经过处理的污水浓缩后会进入零排放系统，最终经过蒸发结晶或处理后进入蒸发池。由于各处理工艺的特殊性以及水质的差异，该系统运行期间经常会出现各种各样的故障问题且只要任何一个系统出现问题都会影响其他关联系统。
        2.灰黑水处理工艺存在的问题
        2.1灰黑水系统自身的污垢问题
        为有效防止灰黑水结垢，在进行灰黑水处理时，需在灰黑水中添加一定剂量的阻垢分散剂，灰黑水与该添加剂产生化学反应后，会分解灰黑水中的结晶物质，以有效防止灰黑水结垢，在此期间，废水内所含的盐类成分会逐渐析出，形成体积较小的晶体，当晶体连续碰撞时，晶体体积会逐渐变大最终形成结垢。添加分散剂是为了防止晶体吸附镁离子及钙离子后会快速增大，而无法有效控制结垢问题。
        针对于上述问题的处理，需将一定量的絮凝剂添加于灰黑水中，以有效防止灰黑水结垢。当产出的灰黑水碱度、硬度、温度较高时，为确保煤化工企业的可持续发展，在灰黑水进入污水处理系统前期，需先处理灰黑水内的有害物质、悬浮物等，在此过程中，需在灰黑水加入一定量的絮凝剂，以有效沉降灰黑水，确保后期废水处理系统能够安全稳定运行。
        2.2灰黑水污水处理问题
        进行灰黑水深度膜处理时，可使用陶瓷膜处理。陶瓷膜是一种由多种无机材料（A12O3，ZrO2，TiO2和SiO2）制作而成的多孔膜，该膜的孔径为0.1-50μm，化学稳定性较好，耐酸、耐碱、耐有机溶剂，同时其也具备较高的机械性能，可反向冲洗；抗微生物能力较强、耐高温、分离效率高等特点。与其他同类的有机膜相比，陶瓷膜具有诸多优点，如硬度高、耐高压、耐用且不易阻塞，可抵抗化学侵蚀性液体及洗涤剂的侵蚀，可使用具有更好清洁效果的高温酸碱性清洗液进行高频清洗，缺点则是价格高昂且制造难度较大。
        2.3灰黑水循环问题
        灰黑水会导致循环水系统的电导率、碱度及钾、钙、氯等离子的快速增长，并且在排出大量污水后电导率、碱性及离子的数量还会大量增加，导致灰黑水细菌总数及黏泥量增加，情况严重时，会堵塞格栅，此时应适当增加次钠添加量及黏泥剥离次数，并进行排污置换处理，此过程中，若换热器出现渗漏问题，应立即查漏，及时止漏，以防循环水恶化，影响循环水系统的正常运行。
        2.4灰黑水深度回用问题
        针对于一级逆渗透膜（RO）的受保护滤芯上的白色粉末沉积物，需对其进行深度处理，在处理过程中，发现该白色沉积物的主要成分为硅垢及钙垢，所以，在对其进行处理时，一定要注意阻垢剂、洗涤剂的使用效果及原水预处理的相应措施。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.5灰黑水对蒸发结晶器的影响
        蒸发器工作期间，大量的盐分蒸发浓缩后会形成晶核，这些晶核将会附着在换热器表面形成硫酸盐垢及硅垢，当污垢较少时，则会影响换热效率，当污垢较多时，则会堵塞换热器表面，影响其正常运行。若要有效解决这一问题，不仅要优化、改进预处理，同时还需合理选用洗涤剂及科学、合理的预处理方案，以确保煤化工企业的正常运行。下面将举例说明洗涤剂及所选清洗方案的重要性。
        将所采集的垢样分别放置于550℃及950℃的环境中，让其充分燃烧后，测试其酸溶解度，测试结果如下：550℃的环境中，垢样减少了1.28％，950℃的环境中，垢样减少了0.86％，而酸不溶物的含量为29.62％。
        经过上述测试发现，垢样中有机物及碳酸盐的含量较少，存在部分的酸不溶物。根据现场的工况条件和垢样的颜色，判定该酸不溶物则为碳粉。为方便选取溶垢剂，需将所采集的垢样研磨成细粉，进而再使用光谱确定可溶性无机离子的含量及种类，结果显示，垢样主要是由SO3及CaO组成，其比例约占总垢样的98.6％。
        将洗涤剂溶解在热水中，将配置好的洗涤剂的烧杯放置于水浴锅中，并在水浴锅中加入垢样，将温度调至恒定温度加热。在此期间，需对药剂种类、配比、浓度、实验温度等进行对比筛选，从中选择最佳洗涤方案。试验发现，将垢样放置于现场所使用的洗涤剂内，几乎没有任何反应；但是将垢样放入专用洗涤剂中，便会出现剧烈的溶解反应，在此过程中，洗涤剂会逐渐变脏，垢样会全部溶解成黑色粉末。
        当前现场所使用的加热溶液为硝酸溶液，仅依靠该溶液溶解无机盐垢，则需要三天的时间。试验中在使用专用洗涤剂的同时，再将络合剂、表面活垢剂及渗透剂混合配比，则可快速、完全溶解垢样。在此过程中，垢样一接触到洗涤剂就开始快速溶解。然而，由于硝酸的腐蚀性太强，若长期使用，必然会影响金属设备的使用，导致安全隐患。而专用洗涤剂则为中性，在进行腐蚀试验时，在专用洗涤剂中加入专用缓蚀剂，不锈钢挂钩则不会被腐蚀，所以说使用专用洗涤剂不但能保证洗涤效果，同时也能有效防止金属设备腐蚀，实验发现，与现场所使用得硝酸洗涤液相比，专用洗涤剂不但能够快速清洗污垢，也能完全溶解污垢且安全系数高，所以，除垢时应大力推荐该方法。
        3.双膜系统问题
        3.1 UF常见问题及解决办法
        UF常见问题主要包含：无机盐污堵、胶体污堵、絮凝剂混合物污堵、物料及机械性杂质污堵、其它吸附性污堵等问题。针对于上述几种问题，应采取以下两种方法予以解决，一种是在线清洗法，一种则为离线清洗法。
        3.2 RO常见问题与解决方法
        3.2.1 RO的常见问题
        无机盐污堵主要包含以下几类，例如CaCO3，MgSO4，MgCO3，盐垢、硫酸盐垢、磷酸钙垢；机械杂质主要包含石英砂、活性炭等物料及设备运行之初产生的杂物；药剂污染主要包括水合物、膜吸附；胶体污染主要包含膜吸附，水合物；胶体污染主要包含Fe（OH）3、SiO2；除上述问题外，RO的常见问题还包括有机污染；生物污染、混合性污染等等。
        3.2.2 RO问题解决方法
        针对于上述问题，通常可采取以下三种办法予以解决：（1）物理清洗：使用大量的水冲洗或者低压冲洗；超声波清洗；高压水枪冲洗其表面和两端；汽洗、反向加压等清洗方法。（2）也可使用酸洗、碱洗、表面活性剂、专用清洗剂等在线清洗；（3）离线清洗。
        结束语
        为确保煤化工水处理工艺的质量及效果，在进行灰黑水处理时，则需添加适量的阻垢分散剂及絮凝剂，针对于污垢的清洗还需合理选择洗涤剂，为确保煤化工水处理系统的正常运行，文中还进一步分析了双膜系统存在的问题及解决相关问题的办法，以确保能够从根本上提升煤化工水处理的质量及效率。
        参考文献：
        [1]孟亮.新型煤化工企业水处理工艺方案优化设计[J].能源与节能，2016（6）：123-124.
        [2]姚硕.煤化工废水处理工艺常见问题探析[J].工业水处理，2016（3）：16-21.