孙晓洪 王兆戡
陕西煤化工技术工程中心有限公司，陕西 西安 710075
摘要：实现煤制烯烃废水在工业循环冷却水工艺中的合理应用，具有较强的经济价值、社会价值和环保价值，对于缓解水资源短缺发挥着重要作用。本文阐述了工业节水和煤制烯烃废水处理的必要性，就当前工业煤制烯烃废水处理工艺进行了深入分析，并就工业在使用煤制烯烃废水过程中需要注意的问题，提出了解决之策。
关键词：；工业；煤制烯烃废水；处理工艺
1工业节水和煤制烯烃废水处理的必要性
随着工业建设的不断扩大，生产过程煤制烯烃废水的消耗也在迅速增加。当前，中国面临日益严重的水资源问题，工业应该在生产过程中建立循环用水的概念，通过在生产过程中树立节水意识，优化供水设备运行模式，提高工业节水的效果。其中，利用煤制烯烃废水作为工业循环冷却水的补充水是一个重要组成部分。由于煤制烯烃废水中氨氮和有机质含量较高，如果去除不彻底，将会对金属管道造成腐蚀，所以在确保工业节水的同时，选择合理高效的煤制烯烃废水处理工艺，既可以将煤制烯烃废水变废为宝，又能减轻水资源的负担，同时还具有可观的经济效益和社会环境效益。
2工业全厂煤制烯烃废水节能环保治理总体方案
（1）原水处理方案。共有两大类技术方案。一是降低悬浮物，通常采用混凝澄清工艺；二是降低硬度和碱度，可采用高效澄清池或造粒结晶软化等工艺。
（2）循环水处理方案。共有四类技术方案。一是通过改善循环水补充水水质和筛选循环水水稳剂提高浓缩倍率，降低取水量和循环水排污水水量；二是若循环水悬浮物、碱度等关键指标超过循环水控制指标，可设置循环水旁流处理系统；三是针对循环水排污水达标排放的工业，COD超标时宜选用臭氧+生物活性炭工艺；四是针对循环水排污水处理后回用的工业，宜采用处理+膜法脱盐技术。
（3）末端高盐煤制烯烃废水浓缩处理方案。可分为热法浓缩和膜法浓缩两大类技术。热法浓缩技术包括余热闪蒸、低温烟气、蒸汽热源蒸发和晶种法MVR降膜蒸发等；膜法浓缩常用技术包括纳滤、高压反渗透、碟管式反渗透、电渗析和正渗透等。以上两类浓缩工艺技术选择应根据投运工程情况，根据技术经济比选确定，必要时进行工业示范后选定。
（4）末端高盐煤制烯烃废水固化干燥处理方案。主要分两类技术路线。一是条件具备且当地环保政策允许时，末端高盐煤制烯烃废水宜优先用于干灰拌湿、灰场喷洒；二是干燥固化技术，包括烟气干燥和蒸发结晶，需经技术经济比选确定。
3工业煤制烯烃废水处理工艺改造分析
3.1末端高盐煤制烯烃废水处理技术
当环保政策允许时，末端高盐煤制烯烃废水可用于干灰拌湿、灰场喷洒；或者处理达标后排入当地市政管网。当环保政策明确不允许时，需进行末端煤制烯烃废水处理。高盐煤制烯烃废水零排放处理工艺为：（处理）+（浓缩减量）+固化。其中，处理和浓缩减量系统的设置及工艺选择，应根据具体项目边界条件经技术经济比选后确定。浓缩减量工艺可分为热法浓缩和膜法浓缩工艺。当采用烟气干燥固化工艺时，若煤制烯烃废水水量超过锅炉热平衡计算所得允许喷水量，应对煤制烯烃废水浓缩减量。当确须设置浓缩减量系统时，应进行多方案技术经济比选，综合考虑浓缩减量和蒸发固化系统的投资和运行费用。
3.2膜法浓缩工艺
当末端煤制烯烃废水硬度较低且水量较大时，经技术经济比较，采用膜法浓缩减量工艺具有优势时，宜采用膜法浓缩减量工艺。膜法浓缩常用工艺包括纳滤、高压反渗透、碟管式反渗透、电渗析和正渗透等。膜法浓缩工艺技术要求：
（1）对于含盐量10g/L～30g/L的煤制烯烃废水，可采用处理→超滤/微滤→纳滤/高压反渗透/碟管式反渗透浓缩至70g/L～120g/L。
（2）对于含盐量70g/L～120g/L的煤制烯烃废水，可采用电渗析、正渗透等膜法工艺或组合工艺进一步浓缩至120g/L～200g/L。
在膜法浓缩减量系统之前，一般应设置处理系统。常用处理工艺包括化学软化澄清-过滤、化学反应-管式微/超滤软化、纳滤软化（分盐）和离子交换软化，及上述工艺的组合工艺。处理系统方案设计前应取得典型工况（兼顾特殊工况）的水质资料，进水水质参数应具备代表性；在没有关键设计参数试验数据时，应参考类似工程或结合运行经验选取。
3.3浓盐水固化工艺
浓盐水固化工艺主要包括烟气干燥固化和蒸发结晶等。具体工艺方案的选择应综合考虑机组负荷水平、待处理水量和蒸发结晶回收盐的处置途径等因素，结合投运工程业绩等情况，经技术经济比选确定。
（1）当采用蒸发结晶工艺投资和运行总费用偏高，或者结晶盐无稳定销售渠道时，宜优先选择烟气干燥固化工艺。
（2）经技术评估，采用烟气干燥固化工艺影响粉煤灰综合利用，且影响无法消除时，宜评估烟气干燥固化产生高氯粉煤灰单独收集利用的可行性。当结晶盐可销售或具备适宜的处置渠道，或经评估采用烟气干燥影响粉煤灰处置，且技术经济比选有明显优势时，可采用蒸汽热源蒸发结晶工艺且应进行分盐结晶；选用蒸发结晶工艺前，应对工艺方案进行充分论证和评估。
采用旁路烟道干燥固化工艺时,应满足以下技术要求：
（1）烟气抽取位置应为脱硝后、空预器前的烟道，烟气温度宜不低于300℃；系统设计时应进行锅炉热力平衡计算，不应对锅炉及其辅助系统运行产生明显负面影响，且应保证煤制烯烃废水雾化蒸发后烟气温度不低于相应条件下的酸露点。
（2）旁路烟气干燥固化系统宜按一台锅炉设置一个干燥塔进行设计，干燥塔布置根据现场具体情况确定。当工业配置多台机组时，可论证仅在部分机组设置旁路烟气干燥器的技术经济可行性。
（3）煤制烯烃废水雾化液滴平均粒径应控制在60μm以内，喷雾装置可选择双流体喷嘴或旋转喷雾器，材质宜选择抗磨蚀、腐蚀且长周期运行的合金材料。
4循环冷却水补充水处理工艺
4.1补充水水质要求
循环冷却水补充水水质以满足冷却系统安全高效稳定运行为前提，具体水质指标根据水源而定。直接补入循环水系统的煤制烯烃废水水质宜满足《工业再生水深度处理设计规范》（DL/T5483）规定的水质要求，地下水或地表水等其它水源可参考此标准。
4.2降低硬度、碱度指标处理工艺
无论原水水源为何种水源，当原水中永硬占总硬的比例较高时，且暂硬指标大于3mmol/L情况下，根据技术经济比较，选择石灰-碳酸钠、氢氧化钠-碳酸钠等软化工艺降低硬度碱度指标。当永硬比例较低时，且暂硬指标大于3mmol/L情况下，应采用石灰处理工艺，此情况下若原水悬浮物≤20mg/L，经技术经济比较，可采用结晶造粒等软化工艺；当暂硬指标小于或等于3mmol/L时，可采用加酸工艺降低暂硬。采用石灰-碳酸钠、氢氧化钠-碳酸钠、石灰或氢氧化钠软化工艺，处理后出水暂硬指标应小于1mmol/L，浊度小于3NTU。各工艺选择或试验验证条件下，宜采用原料易于采购和减少污泥排放等环境友好技术。对于实施采用烟气冷凝方式进行有色烟羽治理的工业，可考虑烟道冷凝水作为循环冷却水加酸措施的可行性。当循环水腐蚀性离子（如氯离子）等指标超过换热设备选材导则，或换热设备材质腐蚀速率超过《工业循环冷却水处理设计规范》（GB/T50050-2017）要求时，可对循环水补充水进行深度处理。
5结束语
综上所述，工业做好煤制烯烃废水处理，提高水资源的重复利用效率，可以大幅度降低水资源消耗。这就需要工业严格依据水资源需求规模，考虑经济效益、社会效益与环境效益的统一，综合选择可行的工艺，并做好结垢和腐蚀的防范工作。
参考文献
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