新型煤化工废水零排放技术的问题与解决思路

发表时间:2021/1/7   来源:《城镇建设》2020年10月29期   作者:贾建福 刘晓军
[导读] 现阶段,我国的煤化工行业有了很大进展,煤化工企业在实际生产过程中会产生比较多的废水,这些废水会严重影响周边的自然生态环境,甚至可能会出现严重的资源浪费情况,会制约企业的长远发展。
        贾建福  刘晓军
        山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东 德州  253000
        摘要:现阶段,我国的煤化工行业有了很大进展,煤化工企业在实际生产过程中会产生比较多的废水,这些废水会严重影响周边的自然生态环境,甚至可能会出现严重的资源浪费情况,会制约企业的长远发展。这就需要在煤化工生产过程中,对废水零排放技术进行充分应用,降低煤化工生产对生态环境产生的不利影响,才能够促进企业的长远健康发展。
        关键词:煤化工;工艺废水;零排放
        引言
        煤化工行业把煤作为原材料,以煤制油、以煤制气,并衍生制造出附加值更高的下游产品。煤化工是耗水大户,特别是新型煤化工,每吨产品的耗水量高达9.0~12.6t,一方面排放的废水量较大,即使处理达标,依旧会对薄弱的受纳水体产生较大的冲击,而另一方面,废水经处理后,水质较优,可通过回用处理加以回收利用,大大减少了企业整体的取水量、排水量,实现了水资源的循环利用。实施废水零排放是目前解决煤化工废水问题的大趋势,而实施零排放及资源化利用,将水中有价值的盐分回收利用,是对废水零排放的延伸,不但实现了水资源的循环利用,而且能大大减少固体废弃物,实现盐分的循环利用,真正做到了循环经济。
        1煤化工废水零排放技术的作用
        煤化工运行中需利用大量优质水源,但也会产生很多工业废水,对这些废水进行合理处理,不仅能促进环保节能,还可维护煤化工生产安全性,所以废水零排放技术的应用在煤化工生产经营工作中能发挥着重要作用。一方面,该技术的有效应用能缓解水资源匮乏的问题,经循环处理之后,废水可以再次使用,参与到煤化工工作中的各环节中,发挥出废水的剩余价值,从而使水资源利用效率得以提升。另一方面,实现煤化工废水的零排放是对周边环境和资源的更好保护,尤其是避免各河流及地下水的污染,也减少了污染问题治理的资源投入,促进经济效益与生态效益的有机统一。就煤化工自身发展而言,废水零排放技术的不断研究、发展与应用,可更好解决目前尚无法真正处理或是处理成本过高的废水排放处理问题,提高废水处理的效率和质量,所以各煤化工务必多结合煤化工废水处理状况及自身发展需要,引进各类先进废水零排放处理技术,并加强管理,有效落实,以促进煤化工废水处理问题更好解决。
        2在新型煤化工废水零排放技术计划环节存在弊端
        首先,目前所说的新型煤化工废水零排放处理技术是将生化、物化和曝气生物滤池进行综合性利用,然后在双膜回用系统作用下完成新型煤化工废水零排放的目标。如果在这一过程中采取一级反渗透方法,会造成大量浓水产出;其次,如果采用二级反渗透,虽然能够降低浓水的产出量,但是水中钙、镁、硅等元素会严重污染反渗透膜,所以说,必须要高度重视脱钙、脱镁、脱硅等技术的实际应用效果;最后,当二级反渗透的浓盐水再浓缩后,浓盐水的浓度仍然会在50~80 g/L,如何处理这一类的废水成为目前急需解决的问题之一。除此之外,当前很多企业主要的研究方向是把废水进蒸发结晶,虽然这种方法也能够实现零排放,但是存在诸多弊端,比如蒸发结晶需要大量的能源,造成能源的大量浪费。一些企业为能够降低资源损耗,采取将废水置于自然蒸发塘的方法,希望既达到废水零排放的目的还能使能源消耗大幅度降低,结果在实际应用过程中蒸发塘会产生挥发性较强的有机物,这些有机物溢出和泄漏问题频发严重影响违背了该方法应用的最初目的。
        3设计特点
        (1)采用化学软化、离子交换及脱碳塔的预处理,工艺完善,浓缩过程稳定,结垢倾向低。(2)采用臭氧催化氧化预处理,有效降低了水中的有机污染物浓度,确保蒸发系统结焦倾向低,产品盐品质较优。(3)采用RO和电渗析的浓缩工艺,浓缩程度高,大大减小了后续蒸发结晶的规模。(4)采用双效硝结晶、冷冻结晶及单效混盐结晶的组合工艺,提高了产品盐的品质及产量。


        4新型煤化工废水零排放技术解决思路
        4.1高度重视气化工艺选择
        在确定煤气化工艺技术路线时,不仅根据煤质特征、装置规模、产品链设定情况进行选择,同时也应从当地实际情况出发,兼顾水资源、水环境承载能力等因素。在水环境敏感区域,优先选择废水产生量小,容易治理的成熟气化工艺,同时要保证生产装置的稳定运行,将生产中的事故发生频率降至最低水平,为企业后续水处理创造有利条件。
        4.2技术应用
        循环水是工业生产中提高水资源利用效率的关键方法,而循环水排污水处理工艺正是对于循环水中污水展开的有效处理,具体操作中主要通过循环水高浓度处理控制技术将循环水中的污水浓度控制在合理范围内,避免其含量进一步提升。具体水体软化的处理需将当下各处理技术的应用优点融合改进,形成更优化工艺方案,以降低水体浓缩结垢问题。(1)强碱性溶液的使用。强碱性溶液能够对污水水体展开多次软化处理,并使其生成沉淀物,通过对这些沉淀物的压缩处理,能大幅降低污水中的杂质离子,而澄清后的沉淀池中污水经过后续处理可再输送到循环水体系中。(2)合理运用纤维过滤器。纤维过滤器能够对澄清池中的污水进行二次过滤,并可参考过滤水pH值加以调节,促使沉降的杂质量更多;纤维过滤器可对微小杂质进行控制,从而使反渗透所能调节的水量提高。一般经过这两个环节的处理,并完成脱盐以及回收作用之后,大部分水可通过回收塔再次补充到锅炉用水中,而整个循环水排污水处理流程中,还要注意结合超滤—反渗透工艺,对水体中的含盐量严加控制,从而避免再循环利用中刺激金属离子产生腐蚀及结垢问题。
        4.3进一步探索煤化工废水合理处理途径
        现阶段煤化工项目提出的废水零排放技术,从理论来讲可行,但实际生产运行中还存在诸多问题,能否真正做到操作完善、适应各种情况、稳定运转还有待考验,仍然需要进一步探索与研究,寻求更加合理可行的技术。
        4.4要实现废水零排放,必须实现废水的高回收率
实现最终废水零排放,一般必须经过量后的浓盐水处理,由于浓盐水再浓缩单位能耗较高,运行成本也高,一般达到40元/吨以上,所以零排放经济运行的前提必须将废水尽可能回收,达到浓盐水处理废要最大可能减量。目前主要技术包括絮凝沉淀、全膜处理等都为技术成熟产品,但在实际运行中加强优化。
        4.5废水零排放应因地制宜
        对煤化工项目废水零排放或减量化方案要因地制宜,在水资源和水环境容量相对宽裕地区,可立足“以新带老”和区域削减,腾出环境容量,适当允许项目废水排污;在确实没有水环境容量的地区,优先选择废水产生量少、便于达标治理的清洁工艺,以利于废水实现零排放。
        结语
        综上所述,加快发煤化工废水零排放处理,不但可以解决废水排放的问题,而且可以使水资源得到循环利用,减少水源的浪费。根据煤化工产生的废水中含有不同的成分和处理难度分开存储,实现废水处理的减量化。处理过程中根据各种废水处理难度的不同,选择合理的处理工艺进行综合处理后,能达到发煤化工废水零排放的目标,能为国内发煤化工进行废水零排放提供可行的参考方案。
        参考文献
        [1]韩树刚.新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J].商品与质量,2016(51):259-260.
        [2]韩忠明,潘勇延.煤化工企业高盐废水的“零排放”技术[J].化工环保,2016,36(2):193-199.
        [3]李东,桑华俭,李杨,等.高盐废水零排放结晶盐资源化工艺分析与比较[J].工业用水与废水,2019,50(6):1-5.
        [4]冯向东,谢尉扬,沈叔云.电厂循环冷却水系统极高浓缩倍数运行工程实践[J].工业用水与废水,2017,48(5):58-61.
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