煤化工蒸發(fā)結(jié)晶零排放

1、煤化工蒸發(fā)結(jié)晶零排放發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)是中國能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的必由之路這是我國能源資源稟賦現(xiàn)狀和能源革 命大背景所決定的。我國煤炭資源和水資源呈逆向分布，以黃河中上游的山西、陜西、寧夏、 內(nèi)蒙古4省區(qū)為例，這里煤炭資源占有量為全國總量的67%，因?yàn)槊禾抠Y源豐富，所以近 幾年這些省規(guī)劃了很多煤化工項(xiàng)目，但這里水資源僅僅占全國水資源的3.85%。此外，煤 化工生產(chǎn)會產(chǎn)生大量的含鹽廢水，常規(guī)的污水處理工藝，鹽是無法降解的。目前黃河流域鹽 含量累積已經(jīng)接近生態(tài)紅線，如果再不加以嚴(yán)格控制，不以零排放作為要求，隨著這些地區(qū) 煤化工項(xiàng)目的發(fā)展，環(huán)境矛盾就會十分突出，黃河流域的生態(tài)治理將變得更困難。2008年，國家質(zhì)

2、量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的GB/T21534-2008工業(yè)用水節(jié)水術(shù)語 中對零排放解釋為企業(yè)或主體單元的生產(chǎn)用水系統(tǒng)達(dá)到無工業(yè)廢水外排?？梢岳斫鉃?，零排 放就是將工業(yè)廢水濃縮成為固體或濃縮液的形式再加以處理而不是以廢水的形式外排到自 然水體。目前國內(nèi)廢水零排放工程，普遍投資較大且成本較高。國內(nèi)首家已建成但還未真正 實(shí)現(xiàn)廢水零排放的神華集團(tuán)有限責(zé)任公司煤制油項(xiàng)目在環(huán)保上投入達(dá)13.4億元，占到項(xiàng)目 總投資的10%，試運(yùn)行期間每噸有機(jī)廢水的處理成本超過5元，每噸含鹽水的處理成本則 超過38元。1.廢水零排放面臨的難題污水達(dá)標(biāo)排放與零排放是兩個(gè)完全不同的層次。零排放指通過科學(xué)的處理，實(shí)現(xiàn)全廠污 水變淡

3、水后回用，這才叫零排放。實(shí)現(xiàn)零排放主要依靠對終端污水生化達(dá)標(biāo)處理后，再由通 用技術(shù)雙膜法進(jìn)行脫鹽處理，處理后返回生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行利用。按目前的處理技術(shù)，一次脫鹽 處理后僅有60% - 70%的淡水能回用。如果真正的零排放還需要把剩余的30% - 40%濃鹽水濃縮再處理進(jìn)行回用。目前，煤化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)終端污水達(dá)標(biāo)排放的占80%-90%，但這并不是零排放。脫鹽 后60% - 70%淡水回用的企業(yè)占煤化工企業(yè)數(shù)量的10%這部分企業(yè)可以算接近了零排放， 但也不是真正的零排放。對剩下的30% - 40%濃鹽水再進(jìn)行處理回用，固體鹽進(jìn)行資源化 分鹽處理，才算是真正的零排放，但這部分企業(yè)極少極少?，F(xiàn)在很多企業(yè)說自

4、己零排放，實(shí) 際上是脫鹽后60% - 70%的淡水回用了另外30%-40%濃鹽水外排了。這實(shí)際上是減排， 不能稱零排放。目前，很多企業(yè)對含鹽濃水都沒有回用。同時(shí)即使實(shí)現(xiàn)了水的零排放之后， 如果不實(shí)現(xiàn)固體混鹽資源化利用，結(jié)晶混鹽將作為固體危廢大量存在。如果不在工藝設(shè)計(jì)中 進(jìn)行產(chǎn)品化分鹽處理，從而又將走上了一條固廢先污染再治理的老路，且一旦形成固廢，再 處理的能耗成本比在溶液中直接處理要高的多。要實(shí)現(xiàn)真正的固、液同時(shí)零排放或近零排放，技術(shù)上不難，難的是以最少的投入、最低 的運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最好的運(yùn)行效果。目前，雖然有生物膜反應(yīng)器、濕式氧化、等離子體處理、 光催化和電化學(xué)氧化、膜法分鹽、熱法分鹽等技術(shù)，

5、但普遍存在處理成本高的問題。據(jù)大唐國際化工技術(shù)研究院有限公司介紹，大唐國際克什克騰40億/年煤制天然氣項(xiàng) 目，每天排放的濃鹽水就接近4.8萬噸，相當(dāng)于一個(gè)30萬-40萬人口城市一天的用水量。 如果要實(shí)施零排放，對這部分濃鹽水進(jìn)行回用，處理這部分水的費(fèi)用每噸就要50元。圍繞 選用成本低的零排放技術(shù)已經(jīng)論證了 3年，目前還沒有結(jié)果。據(jù)調(diào)查，寧夏的煤化工企業(yè)用水水源都來自黃河水，一次取水價(jià)格一般在2.86元/立方 米。如果實(shí)施真正的零排放，水處理成本必定要高于一次水取水價(jià)格。面對大大增加的水處 理投入，大部分企業(yè)在最后這一階段放棄了再次治理，等于放棄了零排放的最后沖刺。而一 旦放棄了零排放的最后沖刺

6、，也等于放污染這只虎歸山。據(jù)調(diào)查，陜西榆林某年產(chǎn)60萬噸 /年甲醇的煤化工企業(yè)污水回用工程采用一級三段式反滲透裝置，污水回收率達(dá)到85%，這 在業(yè)內(nèi)也算很高的了，但是還有15%的廢水仍然要排放掉。這15%的廢水等于濃縮了六七 倍，廢水里面的污染物也等于擴(kuò)大了六七倍。近一段時(shí)間，煤化工零排放的問題引起業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。零排放技術(shù)已經(jīng)有無數(shù) 論著來倡導(dǎo)了，它是一種工業(yè)理想大致是沒有爭議的。廢水零排放，在國外叫 ZeroLiquidDisge，簡稱ZLD，即液體零排放。這種技術(shù)的出現(xiàn)是因?yàn)榭陀^存在硬需求， 即在以下環(huán)境中不得不考慮ZLD :當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)要求特別嚴(yán)厲;企業(yè)靠近當(dāng)?shù)鼐用窠踊蝻?用水源（水庫

7、）;十分缺水的地區(qū)，如果開發(fā)新的水源供水比全部回收排水還昂貴時(shí);公眾對工 廠排污十分反感;納污能力緊缺或當(dāng)?shù)丶{污指標(biāo)已經(jīng)用完。而煤化工企業(yè)往往就是符合其中 一種或多種條件，就不得不考慮ZLD。ZLD技術(shù)在國外已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，美國資源保護(hù)公司（RCCI ）自1974年以來已在美國和 其他一些國家的170多座火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)了 零排放，上世紀(jì)末也在煉油廠、化工廠、 煤礦、鈾礦、煉銅廠實(shí)施零排放。本世紀(jì)，這家公司被美國通用電氣公司GE）并購，我 國神華集團(tuán)鄂爾多斯煤直接液化項(xiàng)目就采用了該公司的ZLD技術(shù)。ZLD（污水處理零排放）技術(shù)目前掌握在GE,VEOLIA,AQUOTECH這三大家手中始終是 我們

8、追趕的對象。國內(nèi)掌握分鹽結(jié)晶技術(shù)的北京和默能源技術(shù)有限公司等企業(yè)作為后起之秀， 在煤化工廢水預(yù)處理、蒸發(fā)結(jié)晶分鹽處理領(lǐng)域迅速在國內(nèi)崛起。2-煤化工廢水“零排放”處理技術(shù)環(huán)節(jié)現(xiàn)代煤化工企業(yè)廢水按照含鹽量可分為兩類：一是高濃度有機(jī)廢水。主要來源于煤氣化工藝廢水等，其特點(diǎn)是含鹽量低、污染物以 COD為主；二是含鹽廢水。主要來源于生產(chǎn)過程中煤氣洗滌廢水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、除鹽水系統(tǒng)排 水、回用系統(tǒng)濃水等,，其特點(diǎn)是含鹽量高。煤化工企業(yè)要實(shí)行廢水零排放首先要解決的就是脫鹽問題。據(jù)內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué)研究所、 徐州水處理研究所介紹，煤化工裝置達(dá)標(biāo)排放的廢水，雖然COD、氨氮等達(dá)到環(huán)保外排標(biāo) 準(zhǔn)，但水里面含有NaC

9、l、Na2SO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2等鹽類，這些鹽類溶解度較大，一般不會沉淀，更不會蒸發(fā)，直接回用會引起設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕和軟泥沉積等，必須 進(jìn)行脫鹽處理。廢水如不經(jīng)脫鹽處理，只能用于煤、灰增濕及沖洗路面或沖廁所，但是這些 用途的消耗量也很有限。煤化工企業(yè)如果僅停留在這個(gè)回用層次上也就談不上廢水零排放。 但是，要進(jìn)行脫鹽處理就必須上脫鹽裝置。舉例說，一個(gè)年產(chǎn)20萬噸的甲醇裝置如果再上 脫鹽，至少需要再投資300萬元以上，噸水處理運(yùn)行費(fèi)用要達(dá)到2 3元，甚至高于一次水 價(jià)格，這樣經(jīng)濟(jì)上不合算。很多企業(yè)在廢水達(dá)標(biāo)后一般不愿意再上脫鹽裝置。另外，即使對廢水采取脫鹽處理回用，也僅有60%

10、 70%的淡水能回用，剩余30% 40%的濃水還需外排。據(jù)介紹，這是因?yàn)樵诿擕}回用過程中，回用的廢水大約占廢水總量 的2/3 ,脫除的鹽分都濃縮到剩余1/3水里。這些外排廢水中鹽分大，澆地后很容易造成土 壤板結(jié)，嚴(yán)重時(shí)會使土壤鹽堿化。煤化工廢水零排放處理技術(shù)主要包括煤氣化廢水的預(yù)處理、生化處理、深度處理及 濃鹽水處理幾大部分。預(yù)處理：由于煤氣化廢水中酚、氨和氟含量很高，而回收酚和氨不僅可以避免資源的浪 費(fèi)，而且大幅度降低了預(yù)處理后廢水的處理難度。通常情況下，煤氣化廢水的物化預(yù)處理過 程有：脫酚，除氨，除氟等。生化處理：預(yù)處理后，煤氣化廢水的COD含量仍然較高，氨氮含量為50 200mg/l ,

11、 BOD5/COD范圍為0.25 0.35 ,因此多采用具有脫氮功能的生物組合技術(shù)。目前廣泛使用 的生物脫氮工藝主要有：缺氧-好氧法（A/O工藝）、厭氧-缺氧-好氧法（A-A/O工藝）、SBR 法、氧化溝、曝氣生物濾池法（BAF）等。深度處理：多級生化工藝處理后出水COD仍在100200mg/l ,實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放或 回用都需進(jìn)一步的深度處理。目前，國內(nèi)外深度處理的方法主要有混凝沉淀法、高級氧化法、 吸附法或膜處理技術(shù)。濃鹽水處理：針對含鹽量較高的氣化廢水等，TDS濃度一般在10000mg/l左右，除了 先通過預(yù)處理和生化處理以外，通常后續(xù)采用超濾和反滲透膜來除鹽，膜產(chǎn)水回用，濃水進(jìn) 入蒸發(fā)結(jié)

12、晶設(shè)施，這也是實(shí)現(xiàn)污水零排放的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。蒸發(fā)目前方式有自然蒸發(fā)和MVR機(jī)械蒸發(fā)兩種方式。自然蒸發(fā)：就是通過建設(shè)蒸發(fā)塘，在合適的氣候條件下，有效利用充足的太陽能，將高 濃鹽水逐漸蒸發(fā)。目前設(shè)置蒸發(fā)塘的問題主要有：占地面積大，存在占用土地資源及資源壓覆的問題為確保廢水有效蒸發(fā)，蒸發(fā)塘水深必須嚴(yán)格控制，隨著塘內(nèi)污水含鹽濃度提高，將導(dǎo) 致蒸發(fā)效率下降;而煤化工建設(shè)地點(diǎn)多為西北地區(qū)，冬季溫度低，蒸發(fā)困難，到目前為止蒸 發(fā)塘的容積設(shè)定一直是一個(gè)難題；嚴(yán)格說，蒸發(fā)塘并非真正意義上的廢水零排放。蒸發(fā)塘作為大量廢水的集中儲存 設(shè)施，存在污染物揮發(fā)，潰壩等風(fēng)險(xiǎn)，對地下水有潛在污染國內(nèi)蒸發(fā)塘的前期研究較少，目

13、前成功運(yùn)行的工程實(shí)例極少，設(shè)計(jì)和運(yùn)行均缺少完善 的規(guī)范、規(guī)定可循。機(jī)械蒸發(fā)工藝主要有多效蒸發(fā)工藝(MED)和機(jī)械蒸汽再壓縮工藝(MVR)。多效蒸發(fā)(MED)是讓加熱后的鹽水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來 的蒸汽作為下一個(gè)蒸發(fā)器的熱源并冷凝成為淡水每一個(gè)蒸發(fā)器稱作一效，一般情況下， 循環(huán)蒸發(fā)器的串聯(lián)個(gè)數(shù)(效數(shù))在3 5個(gè)。機(jī)械蒸汽再壓縮工藝(MVR)是利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽提 高二次蒸汽的熱焓，并將二次蒸汽導(dǎo)入原蒸發(fā)系統(tǒng)作為熱源循環(huán)使用。該技術(shù)大幅度降低了 蒸發(fā)器生蒸汽的消耗量，補(bǔ)充的生蒸汽也僅用于系統(tǒng)熱損失和進(jìn)出料溫差所需熱焓的補(bǔ)充。目前，機(jī)械蒸發(fā)技術(shù)在國

14、內(nèi)已有少數(shù)工程案例，從運(yùn)行情況看暴露問題有:腐蝕和污堵問題嚴(yán)重，影響蒸發(fā)裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。污水中的鈣、鎂離子和硫酸 根離子、碳酸根離子、硅酸鹽等，蒸發(fā)結(jié)晶過程中，不斷濃縮達(dá)到共飽和產(chǎn)生硫酸鈣、碳酸 鈣等附著形成垢層，極易污堵設(shè)備和管道。運(yùn)行成本高，多效蒸發(fā)的蒸汽用量和機(jī)械再壓縮工藝的藥劑量是兩種技術(shù)的主要消耗 成本；建設(shè)投資高，高溫下濃鹽水的強(qiáng)腐蝕性，對設(shè)備和材料選材要求高，導(dǎo)致設(shè)備材料費(fèi) 的增高。煤化工行業(yè)因?yàn)樵厦旱牟煌?、生產(chǎn)工藝不同、設(shè)備形式不同，產(chǎn)生的污水水質(zhì)也不盡 相同，在各個(gè)項(xiàng)目中不斷摸索積累，尋求一套高效、抗沖擊力、穩(wěn)定的工藝流程，研發(fā)出耐 腐、高強(qiáng)、低耗的國產(chǎn)化設(shè)備，是煤化

15、工污水處理領(lǐng)域的亟待解決的課題。只有低成本、連 續(xù)、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)污水零排放，才能更好地助推煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。廢水處理及高濃鹽分離結(jié)晶是目前制約新型煤化工行業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，十 二五期間，我國在新疆、內(nèi)蒙古、山西、陜西等地投資建設(shè)一批煤化工基地。因煤化工項(xiàng) 目耗水量大，廢水成分復(fù)雜，煤化工行業(yè)的廢水排放問題成為環(huán)保治理的重點(diǎn)。而此前在十 一五期間新建的新型煤化工項(xiàng)目，也還未見到廢水排放達(dá)到國家環(huán)保要求的報(bào)道，采用魯 奇爐系列以及低溫裂解技術(shù)的新型煤化工項(xiàng)目廢水實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的示范工程也極少。業(yè) 內(nèi)專家將其歸因?yàn)椋好夯U水處理零排放及高濃鹽分離結(jié)晶技術(shù)五花八門，但處理裝置均 運(yùn)行不穩(wěn)定，難

16、以達(dá)標(biāo);沒有受納水體，難以零排放。據(jù)哈爾濱工業(yè)大學(xué)介紹啟前煤化工濃鹽水來自中水回用裝置二級反滲透的濃水、循環(huán) 水排污水以及化學(xué)水再生水等。高含鹽水含鹽量高達(dá)10000-50000mg/L，主要含Na+、 K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、SO42-、Cl-、NO3-、NO2-等離子，其中 Na + 的濃度達(dá)到 10000-40000mg/L , Cl-濃度可到 10000-20000mg/L , SO42-濃度為10000-20000mg/L。煤化工濃鹽水的另一特點(diǎn)是COD含量較高，為500-2000mg/L。煤化工濃鹽水的高含鹽量導(dǎo)致其無法直接進(jìn)入生化系統(tǒng)處理，同時(shí)高COD對膜有

17、腐蝕 和損害作用，也使其無法利用常規(guī)膜系統(tǒng)進(jìn)行除鹽處理，COD過高給蒸發(fā)結(jié)晶運(yùn)行帶來困 難，造成了煤化工濃鹽水難處理的現(xiàn)狀。目前國內(nèi)多數(shù)企業(yè)采用蒸發(fā)結(jié)晶法處理高鹽廢水。高含鹽水經(jīng)蒸發(fā)器濃縮后送至蒸發(fā)塘 自然蒸發(fā)或結(jié)晶器結(jié)晶成固體安全填埋。但高濃鹽水排放蒸發(fā)池會滲出對水源造成二次污染， 且結(jié)晶固體組分復(fù)雜，摻雜有害物質(zhì)，并極易受潮解析進(jìn)入環(huán)境，結(jié)晶固體需作為危險(xiǎn)固體 廢棄物進(jìn)行危廢處理。對于每年產(chǎn)生3萬-5萬噸危廢物質(zhì)的企業(yè)，這一處理方法的處置成 本約為2000元/噸，占蒸發(fā)結(jié)晶總費(fèi)用的60%以上，煤化工企業(yè)很難承受。因此，采用合 適的技術(shù)在蒸發(fā)過程中進(jìn)行分鹽處理從而實(shí)現(xiàn)固廢的資源化對寸企業(yè)來說

18、是最終技術(shù)選擇的 關(guān)鍵。真正實(shí)現(xiàn)液體零排放”的關(guān)鍵在于濃鹽水的去向。目前很多企業(yè)采用蒸發(fā)塘處理濃鹽 水。但蒸發(fā)塘有許多局限性，只適合于風(fēng)大干燥荒涼地區(qū)的夏季采用。而煤化工項(xiàng)目要連續(xù) 排放廢水，蒸發(fā)塘無法解決結(jié)晶鹽的問題。煤化工廢水最實(shí)際的處理方法應(yīng)是結(jié)晶。煤化工 零排放成分復(fù)雜，既有有機(jī)物，又有無機(jī)雜鹽，對結(jié)晶系統(tǒng)的工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)有特殊要求。 但對于有經(jīng)驗(yàn)的公司來說，結(jié)晶是成熟技術(shù)，無技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，且結(jié)晶是傳統(tǒng)化工單元操作，煤 化工企業(yè)容易掌握，目前的關(guān)鍵是解決結(jié)晶鹽的處置問題。國內(nèi)具有成熟分鹽經(jīng)驗(yàn)的北京和 默能源技術(shù)有限公司認(rèn)為，結(jié)晶過程中結(jié)晶工藝的選擇及結(jié)晶器設(shè)計(jì)非常重要，也是固體危 廢實(shí)現(xiàn)資

19、源化的關(guān)鍵。針對煤化工濃鹽水中工業(yè)鹽回收利用上存在的難題可推介一種煤化工濃鹽水資源化利 用的新工藝。該技術(shù)的工藝流程分為6步，首先采用鈍化工藝去除濃鹽水中的鈣、鎂等重 金屬離子，之后再采用絡(luò)合工藝去除洗性硅及部分COD;將鈍化、鉻合后的濃鹽水酸性吹脫， 讓CO32-、HCO3-轉(zhuǎn)化為CO2，然后進(jìn)入去除CO2的裝置;調(diào)節(jié)pH值后的濃鹽水進(jìn)入凈 化裝置，分離大部分雜質(zhì);比較純凈的濃鹽水進(jìn)入凈化裝置，去除大部分有機(jī)物和多價(jià)離子， 得到較為純凈的濃鹽水;最后再采用制鹽行業(yè)的雜鹽分離技術(shù)，在高溫體系分離硫酸鈉、低 溫體系分離氯化鈉，純凈的工業(yè)鹽實(shí)現(xiàn)回用。3-煤制油廢水零排放技術(shù)應(yīng)用典型現(xiàn)代煤化工企業(yè)廢

20、水按照含鹽量可分為兩類:一是有機(jī)廢水，主要來源于煤氣化等工 藝廢水及生活污水等，其特點(diǎn)是含鹽量低、污染物以COD為主、氨氮含量高，含有酚及多 元酚等難生物降解物質(zhì);二是含鹽廢水，主要來源于生產(chǎn)過程中煤氣洗滌廢水、循環(huán)水系統(tǒng) 排水、除鹽水系統(tǒng)排水、回用系統(tǒng)濃水等，其特點(diǎn)是含鹽量高。煤制油工藝的廢水成分復(fù)雜，主要處理氣化廢水、合成廢水、其他工藝排放的生產(chǎn)廢水、 初期雨水和生活污水，需要去除廢水中油類物質(zhì)、氰化物、酚、氨和懸浮物等。煤制油廢水 處理的技術(shù)特點(diǎn)見表1。表1煤制油廢水技術(shù)參數(shù)表煤制油耗費(fèi)水量可分為三部分，分別為化合水、冷卻水和蒸發(fā)水。目前百萬噸煤制油項(xiàng) 目普遍標(biāo)配循環(huán)冷卻系統(tǒng)可最大化降低

21、冷卻水用量。來自神華、中科合成油內(nèi)部消息顯示， 經(jīng)過系統(tǒng)循環(huán)，噸油水耗可降至5噸左右。伊泰鄂爾多斯煤制油示范項(xiàng)目噸油水耗大約為13噸。這主要是因?yàn)槭痉俄?xiàng)目規(guī)模較小， 酉己備節(jié)水設(shè)備并不劃算，而新上馬的煤制油項(xiàng)目，為采用先進(jìn)節(jié)水設(shè)備形成了可能。中科合 成油內(nèi)部資料顯示，未來的百萬噸級煤制油項(xiàng)目水耗標(biāo)準(zhǔn)要小于5噸。未來煤制油水耗進(jìn)一步降低空間主要在蒸發(fā)水部分這一部分通過密閉水系統(tǒng)可最大化 節(jié)約。據(jù)中科合成油透露，如采用密閉水系統(tǒng)，噸油水耗可降低到3噸左右，但同時(shí)也會 為煤制油帶來更大的成本壓力。技術(shù)工藝的整體配套工藝煤化工廢水的處理及零排放由以下幾個(gè)系統(tǒng)組成：高效生物處理系統(tǒng)，膜處理系統(tǒng)，膜 濃縮

22、系統(tǒng)及蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。高效生物處理系統(tǒng)生物處理系統(tǒng)的效果對于回用及零排放工藝的影響至關(guān)重要。對生產(chǎn)裝置排放的污水進(jìn) 行生化處理之前需經(jīng)過各自的預(yù)處理。預(yù)處理主要處理氣化廢水、合成廢水、其他工藝排放 的生產(chǎn)廢水、初期雨水和生活污水，需要去除廢水中油類物質(zhì)、氰化物、氨氮、酚和懸浮物 等。綜合廢水生化處理主要采用上海東碩擁有專利技術(shù)的水解酸化與A/O法相結(jié)合的一體 化同步脫氮處理工藝。該同步脫氮組合工藝具有操作維護(hù)簡單、占地面積小、污泥產(chǎn)率低、 泡沫問題小、運(yùn)行費(fèi)用低、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本工藝流程關(guān)鍵技術(shù)有：污水預(yù)處理系統(tǒng)：各生產(chǎn)裝置排放的污水經(jīng)過各自的預(yù)處理工藝處理后進(jìn)入綜合廢 水的生物處理系統(tǒng)，有利

23、于更好的發(fā)揮生化系統(tǒng)的作用。其中合成廢水經(jīng)隔油去除浮油后進(jìn) 入調(diào)節(jié)池，加堿調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入兩級氣浮進(jìn)一步去除浮油、懸浮物及部分有機(jī)物，出水進(jìn)入 綜合廢水處理系統(tǒng);氣化廢水進(jìn)入氣化調(diào)節(jié)池后由泵提升至絮凝沉淀池去除SS和硫化物，出 水進(jìn)入一級、二級氧化反應(yīng)池進(jìn)行脫氰氧化處理，脫氰后的出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。水解酸化池：各生產(chǎn)裝置排放的廢水經(jīng)過各自預(yù)處理系統(tǒng)處理后進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié) 池均質(zhì)均量，并由廢水提升泵提升至水解酸化池，水解酸化作用對難降解的COD和多元酚 有較好的適應(yīng)性經(jīng)水解酸化反應(yīng)后，廢水生化性提高、部分有機(jī)物被降解。AO脫氮工藝：廢水在沒有曝氣情況下，進(jìn)入缺氧狀態(tài)，好氧池回流的硝化液回流至

24、 缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)，將亞硝酸鹽和硝酸鹽分解成氮?dú)忉尫胖链髿庵?。缺氧池的出?進(jìn)入好氧池。通過對好氧池的鼓風(fēng)曝氣作用，同時(shí)在好氧菌膠團(tuán)的作用下，廢水中的小分子 有機(jī)物被分解、氧化，生成二氧化碳和水，含氮化合物被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。通過A/O脫氮工藝可以改善難降解污染物的性質(zhì)，強(qiáng)化降解廢水中剩余的有機(jī)污染物。高效微生物(HSB)可直接處理高于常規(guī)生化法數(shù)倍濃度的有機(jī)廢水。經(jīng)多項(xiàng)實(shí)際工程 運(yùn)用證實(shí)，HSB對毒性抑制物的耐受能力遠(yuǎn)高于常規(guī)自發(fā)性微生物，可承受較高濃度的氰 化物、硫氰酸鹽、硫化物及酚等毒性抑制物濃度HSB高效微生物具有完整的硝化、反硝化 及厭氧氨氧化菌群，氨氮去除效率高于常規(guī)

25、自發(fā)性微生物，故可有效處理低C/N較低的煤 化工廢水。膜處理系統(tǒng)煤制油工藝有機(jī)廢水經(jīng)過上述流程處理后通常仍不能滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，需要再進(jìn)行超濾及 反滲透處理才能回用于循環(huán)冷卻水。生物系統(tǒng)的出水進(jìn)入高密度沉淀池，池內(nèi)投加PAC、 PAM和粉末活性炭，同時(shí)污泥回流，可以有效地增加系統(tǒng)的污泥濃度，增加污染物和絮凝 劑、污泥的結(jié)合幾率，去除微小的污染物效果良好；經(jīng)過V型濾池和活性炭過濾器預(yù)處理的 水質(zhì)可滿足后續(xù)進(jìn)膜的要求，通過超濾裝置去除水中的懸浮物、膠體、細(xì)菌和微生物，產(chǎn)水 進(jìn)入反滲透裝置，利用反滲透膜的選擇透過特性除去水中絕大部分可溶性鹽分、有機(jī)物及微 生物等，RO產(chǎn)水可回用，濃水進(jìn)入膜濃縮系統(tǒng)進(jìn)一步

26、處理。膜濃縮系統(tǒng)經(jīng)過膜處理回收后剩U余的高含鹽廢水處理通常采用膜濃縮或熱濃縮技術(shù)將廢水中的雜 質(zhì)濃縮。目前高效反滲透(HEMCTec)在國外已經(jīng)有較廣泛的應(yīng)用，但是目前在國內(nèi)的使用 情況還不是很普及。高效反滲透具有運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行成本低:一般比傳統(tǒng)的RO要低15% 20%)、投資費(fèi)用低(一般比傳統(tǒng)的RO要低30%)、占地空間小的特點(diǎn)，適用于高純水的制 備以及廢水處理。其主要的流程是：通過軟化去除水中的硬度，然后再通過脫氣去處水中的 二氧化碳，再加堿將RO進(jìn)水的pH調(diào)到8.5以上。在這種模式下運(yùn)行，RO的回收率通常 能夠達(dá)到90%以上。蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)膜濃縮后產(chǎn)生的濃液，含鹽量通常高達(dá)20%(質(zhì)量分魏

27、以上。國內(nèi)應(yīng)用較多的濃液處置 方式有蒸發(fā)結(jié)晶、焚燒、沖灰等。本套蒸發(fā)系統(tǒng)由兩套熱交換器(輔交換器、主交換器)、高速循環(huán)泵、閃蒸器等組成。廢 水經(jīng)由提升泵先進(jìn)入輔交換器經(jīng)過初步通入少量蒸汽將廢水升至特定溫度經(jīng)由主交換器進(jìn) 入閃蒸器，閃蒸器內(nèi)為負(fù)壓環(huán)境，閃蒸器末端設(shè)有高速循環(huán)泵，使廢水在輔交換器至閃蒸器 內(nèi)部形成高速紊流循環(huán)，廢水以相當(dāng)?shù)牧魉龠M(jìn)入閃蒸器瞬間蒸發(fā)，產(chǎn)生水蒸汽及濃縮液。水 蒸汽經(jīng)由蒸汽壓縮裝置升溫升壓后通入主換熱器，作為主換熱器熱源，再通入輔換熱器利用 余熱給后續(xù)進(jìn)入系統(tǒng)的廢水升溫，同時(shí)自身凝結(jié)成蒸餾水送至用戶用水點(diǎn)，從而達(dá)到蒸發(fā)回 收的目的。系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液排出通入結(jié)晶裝置，進(jìn)行結(jié)晶

28、處理并外運(yùn)。CMVR技術(shù)具有 如下優(yōu)點(diǎn):外置加熱裝置;浸沒式沸騰工藝;高流速循環(huán)工藝;獨(dú)特的交換冷凝工藝;全程自動控 制以及低能耗等。應(yīng)用實(shí)例及效果展望大唐多倫煤化工項(xiàng)目大唐多倫煤化工46萬噸煤基烯烴項(xiàng)目新增污水處理站工程，是中油東北煉化吉林設(shè)計(jì) 院環(huán)境分院總承包項(xiàng)目該項(xiàng)目從2011年7月開始動工建設(shè)2013年6月成功結(jié)晶出鹽， 是國內(nèi)首座煤化工廢水零排放成功運(yùn)行項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資是3.23億元。水質(zhì)情況污水處理站接納處理全廠甲醇、MTP、PP、氣化、脫硫等生產(chǎn)裝置及輔助設(shè)施的生產(chǎn)、 生活污水。其水質(zhì)特點(diǎn)是水質(zhì)成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高(COD=15003000mg/l)、含油濃 度高(石油類100

29、200mg/l)、含鹽量大(TDS=1000050000mg/l),并且出水要求全部回 用，出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為 COD20mg/ls BOD20mg/ls SS10mg/lo污水處理工藝簡介該污水處理站的工藝流程，共包括三大系統(tǒng)，分別為：低鹽污水處理系統(tǒng)規(guī)模700m3/h（日處理量16800m3），采用分質(zhì)預(yù)處理+膜生物反 應(yīng)+深度處理”的工藝技術(shù)，主要處理甲醇、MTP等裝置高濃度、高含油的低鹽污水，出 水回用至循環(huán)水裝置作補(bǔ)充水。濃鹽污水處理系統(tǒng)規(guī)模200m3/h（日處理量4800m3），采 用二級破氰除氟+膜生物反應(yīng)+反滲透+納濾的工藝技術(shù)，主要處理氣化、脫硫等裝置 高含鹽、高懸浮物的污水，處

30、理后凈水回用，濃水繼續(xù)處理。蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)規(guī)模70m3/h（日處理量1680m3），采用機(jī)械壓縮再循環(huán)蒸發(fā)+機(jī) 械壓縮降膜結(jié)晶”的工藝技術(shù)。主要處理濃縮后的濃鹽水，最終形成結(jié)晶鹽，和脫水后的污 泥一同外運(yùn)堆埋。處理效果和成本（1）處理效果低鹽系統(tǒng)2012年7月5日開始進(jìn)水調(diào)試運(yùn)行，目前已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行兩年，在一段時(shí)間內(nèi) 進(jìn)水水質(zhì)超出設(shè)計(jì)水質(zhì)2倍的情況下，都能保證出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)，出水COD平 均在1020mg/l，出水含油量在2.0mg/l以下。進(jìn)水負(fù)荷達(dá)到100%。濃鹽系統(tǒng)2012年12月2日開始逐個(gè)系列進(jìn)水運(yùn)行調(diào)試，2013年1月19日系統(tǒng)出水 合格。在氣化廢水水質(zhì)不穩(wěn)定，水量過大的

31、情況下，經(jīng)過幾個(gè)月的穩(wěn)定運(yùn)行，出水持續(xù)保持 穩(wěn)定，COD510mg/l，出水TDS等指標(biāo)完全符合設(shè)計(jì)要求。處理水量最大負(fù)荷可達(dá)到120%。蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)2013年3月15日開始晶種培養(yǎng)，進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，2013年6月26日結(jié) 晶系統(tǒng)成功出鹽。整個(gè)運(yùn)行過程中。蒸發(fā)、結(jié)晶出的蒸餾水COD20mg/l，總堿度20mg/l， 懸浮物10mg/l，含鹽量40120mg/l，滿足回用要求。受實(shí)際來水水量限制，蒸發(fā)結(jié)晶 系統(tǒng)目前處理水量為3050m3/h。(2)成本分析在整個(gè)水處理過程中，主要成本消耗為電、藥劑和蒸汽。三大系統(tǒng)的單位運(yùn)行成本(不 包括人工和折舊)經(jīng)核算分別為：低鹽系統(tǒng)1.0元/m3濃鹽系統(tǒng)5.0

32、 元/m3蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)：2025 元/m3技術(shù)先進(jìn)性國內(nèi)首座成功起運(yùn)的煤化工污水零排放項(xiàng)目，填補(bǔ)了空白，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，將成 為示范性工程；針對不同水質(zhì)分別采用了分質(zhì)預(yù)處理工藝，提高后續(xù)構(gòu)筑物的處理效率和效果生化處理核心工藝采用具有自主技術(shù)的A/O工藝，該工藝具有工藝先進(jìn)、處理效果 良好、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；濃鹽水處理采用自主研發(fā)的破氰除氟工藝結(jié)合膜生物反應(yīng)器和納濾反滲透工藝，出 水水質(zhì)達(dá)到回用要求蒸發(fā)結(jié)晶工藝是在立足于國內(nèi)降膜結(jié)晶技術(shù)的基礎(chǔ)上與GE公司的機(jī)械蒸汽再壓縮 技術(shù)相結(jié)合而形成的新工藝。充分利用化工設(shè)計(jì)院的優(yōu)勢，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)流程計(jì)算精準(zhǔn)、配管精細(xì)、材料選擇做 到經(jīng)濟(jì)合理，極大地降低了建設(shè)

33、投資。山西潞安礦業(yè)(集團(tuán))有限公司山西潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限公司高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項(xiàng)目是山西省標(biāo)桿 項(xiàng)目，是一個(gè)煤炭高端轉(zhuǎn)化、深度轉(zhuǎn)化的示范項(xiàng)目，生產(chǎn)柴油、石腦油、LPG、F-T蠟、溶 劑油等四十余種產(chǎn)品。根據(jù)整體規(guī)劃要求，污水實(shí)行全面收集、集中處理，就近回用。新建 1000t/h煤制油廢水零排放工程，主要包括凈水站、化水站、污水站及循環(huán)水站的水處理， 其中污水站包括氣化裝置、合成水處理、生活污水、初期雨水及其他工藝裝置排放的生產(chǎn)污 水。為了實(shí)現(xiàn)零排放，將污水、化水站排污水及循環(huán)排污水等進(jìn)行中水回用處理，中水回用 產(chǎn)生的濃鹽水（高含鹽）進(jìn)一步濃縮、蒸發(fā)及結(jié)晶處理。目前該項(xiàng)目現(xiàn)已開始施工，預(yù)計(jì)2015年建成并投產(chǎn)，將成為世界首家以四高四低 為鮮明特色的煤化工資源綜合利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)高硫煤煤基多聯(lián)產(chǎn)清潔利用項(xiàng)目世界第一。 建成后的水處理站預(yù)期能夠滿足廢水污染治理及零排放的目的產(chǎn)品水的各項(xiàng)指標(biāo)可達(dá)到再 生水用作工業(yè)用水水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，成為現(xiàn)如今我國最大的煤化工廢水的零排放工程。4高效鹽濃縮電滲析ESED）用于煤化工廢水零排放采用高效鹽濃縮電滲析器（SED）技術(shù)對RO濃水再濃縮，將反滲透濃水提濃至含鹽量達(dá) 到120 200g/L再進(jìn)入蒸發(fā)器，一般可以將蒸發(fā)水量縮減至原來的1/101/3。SED有效 地將RO濃水與蒸發(fā)工段相銜接，