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煤化工含油高盐水零排放技术的研究

发表时间:2015-11-24 08:31

随着煤化工项目不断上升,高含油高盐工业水处理零排放问题亟待解决,由于国内煤化工行业目前还未有完整的案例装置投入稳定运行的案例,高含油高盐水处理成为污水处理场建设的重点和难点。

  1煤化工高盐水的来源、成分及特点

   煤化工高含油高盐水来源主要是脱盐水系统、循环冷却水系统、回用水处理后的浓水以及锅炉排水,成分主要有大量酚、氰、油、氨氮、钙盐、镁盐、硝酸盐、硅 酸盐、磷酸盐等,由于高盐水是经过脱盐处理产生的浓盐水,含盐量一般为8000~12000mg/L,含油量大,成分复杂,处理难度大,要求高,故需要单 独设置高盐水处理系统。

 

2含油水处理途径

由于煤化工废水中含有大量油类物质,不可直接进反渗透膜进行处理,极易造成膜堵塞,需要进行除油处理。目前国际先进的油水分离工艺为AOK工艺,可大规模处理含油废水。煤化工废水的处理思路为:AOK除油+预处理(除硬度)+碟管式DTRO膜浓缩+蒸发结晶。

 

2.1 AOK工艺介绍

  AOK油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化 聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉 淀、过滤分离和油的回收于一体;具有安装费用低、运行费用近零、油水分离效果好,无人操作维护等特点。

 

  2.2 AOK工艺处理流程及效果

AOK工艺处理流程如图:


经AOK除油技术,出水含油≤1mg/L

 

3高盐水处理途径

   高盐水的处理方法:预处理+高盐水浓缩(碟管式DTRO反渗透)+蒸发结晶的方法。

 3.1预处理

   高盐水中含有大量的胶体、悬浮物以及结垢离子(ca2+ mg2+Ba2+ 等)会严重影响膜系统的正常运行。在膜处理前进行合适的预处理,才能保证膜的稳定运行。

 3.2高盐水浓缩

   随着废水中含盐量的提高,设备的要求及运行成本也提高,由于蒸发成本远高于膜浓缩成本,零排放技术尽可能提高膜处理回收率,减少最终结晶系统水量,故高盐水需进一步浓缩,目前主要采用膜浓缩技术,使TDS质量浓度达到50000~80000mg/L。

   高盐水膜浓缩单元以反渗透膜为核心,主要有两种方式:(1)采用普通的卷式反渗透膜,根据膜污染形成条件(悬浮固体和粒子、胶体物、成垢盐、金属氧化 物、生物污染物、有机污染物、硅),针对性地采用强化预处理,优化膜系统的预处理设计,以特殊的方式来运行常规膜系统,使得膜系统达到最优越的性能,在此 基础上开发出不同的反渗透工艺,主要有HERO工艺、间歇高pH工艺、GE一级反渗透+浓水纳滤反渗透联合工艺等。

 

(2) 另一种为避开膜结垢形成的物理条件,采用大通道的碟式反渗透DTRO膜工艺。 膜浓缩后的浓盐水TDS含量50000~80000mg/L,再经碟管式反渗透DTRO膜浓缩至盐的质量分数100000~150000mg/L,, 最后进入蒸发塘或蒸发器进行蒸发结晶。

   3.3蒸发及结晶

   碟管式DTRO膜浓缩后的浓盐水TDS含量100000~150000mg/L,采用蒸发浓缩,回收70%~80%蒸馏水回用,浓缩液TDS含量 150000~240000mg/L后,采用结晶技术将盐份结晶成固体进行回收利用,多效蒸发工艺和蒸汽压缩蒸馏,产生的二次蒸汽,压缩后使压力和温度升 高,热焓增加,然后送入蒸发器的加热室作加热蒸汽使用,充分利用能量。其产水经过次优分级,分别回用于脱盐水处理和循环水处理系统。结晶的干化固体无害化 填埋。最终达到液体零排放要求。

   4零排放技术存在的问题

   煤化工污水零排放虽然理论上可行,但实际工程实践中还存在诸多瓶颈需突破,项目污水零排放能否顺利实现的影响因素很多,比如主体工艺路线及运行的稳定性、各种给水及排水的处理方式等,同时在膜处理及蒸发上存在难稳定运行和投资及运行成本高的特点。

  5结束语

   膜浓缩及蒸发在国内均已有成功运行工程业绩,技术是可靠的,采用不同的膜浓缩工艺,浓水水质水量均有差异,影响后续蒸发工艺选型,故在项目方案上要根据 各自项目水质选择合适的膜浓缩工艺。结晶虽然在国内煤化工行业已运行,结晶业绩较少,但国外有较多成功运行业绩,仍可认为是可行的,盐回收利用上采用分质 结晶,实现硫酸钠、氯化钠结晶盐回收利用,具有经济效益和环境效益。随着国内煤化工的发展及环境要求,零排放技术必然是众多业内人士积极研究实践的课题。

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