甲醇制烯烴廢水的“近零排放”工藝
1.有機廢水處理工藝
生化單元設(shè)計規(guī)模為350m3/h，進水為甲醇制烯烴(MTO)凈化廢水、低濃度污水、PP/PE造粒水、生活污水和初期污染雨水等。MTO工藝生產(chǎn)輕質(zhì)烯烴產(chǎn)品，同時副產(chǎn)約56%的水和少量油。MTO單元來水COD小于1500mg/L，BOD5大于600mg/L，油小于100mg/L..
污水處理處理有機工業(yè)廢水的主要工藝流程為預處理、活性污泥法和MBR法。MTO工藝廢水中的油主要以浮油、乳化油或分散油的形式存在，后續(xù)生化處理采用MBR工藝，對廢水中的油含量要求較高。采用臥式隔油池、渦凹氣浮和溶氣氣浮工藝，去除水中的浮油、乳化油、分散油、懸浮物和比重較大的雜質(zhì)。經(jīng)過兩級氣浮處理后，出水含油量降至20 mg/L以下，在兩級氣浮池前投加聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)對廢水中的乳化油進行破乳，增強氣浮效果。
水解和酸化用于生物化學的一部分。酸化池進水采用升流式布水，在污水上升過程中與填料充分接觸，增加了污水與微生物的接觸面積，提高了處理效率。將難降解、可能抑制生化的有機高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子、易生物降解的中間體，提高污水的可生化性。曝氣池采用推流式布水，污水中大部分好氧污染物采用活性污泥法氧化分解。曝氣池出水自流進入MBR池，經(jīng)平板膜過濾。由于膜的攔截作用，泥水分離，活性污泥回流至曝氣池進水端。MBR產(chǎn)水達到一級中水水質(zhì)標準，主要用于補充循環(huán)水。主要指標見表1。
2.含鹽廢水處理工藝
鹽膜處理裝置的設(shè)計規(guī)模為350m3/h，主要處理循環(huán)水場的廢水和脫鹽站的含鹽廢水。主要污染物是硬度、堿度、可溶性固形物和含鹽量。進水的總硬度小于1150毫克/升，鈣硬度小于550毫克/升，總堿度小于500毫克/升
主要過程是調(diào)節(jié)均質(zhì)后的含鹽廢水依次進入石灰乳注射池，控制反應pH在10.5-11之間，純堿注射池和混凝池與廢水中鈣、鎂的碳酸氫鹽反應，使Ca2+和Mg2+分別生成不溶性CaCO3和Mg(OH)2沉淀，降低臨時硬度。通過添加聚合硫酸鐵和絮凝劑(PAM)，增加了礬花的密度，改善了沉淀效果。沉淀區(qū)設(shè)置斜管，提高沉淀效果。高效澄清池出水流入可變孔徑過濾器，進一步去除水中的懸浮物和膠體，產(chǎn)水濁度降至5NTU以下?？勺兛讖竭^濾器的出水經(jīng)自清洗過濾器過濾后，送至超濾裝置進一步去除膠體和懸浮物。超濾產(chǎn)水由水泵加壓，輸送至一級和二級鈉離子交換器去除硬度。出水硬度降低到40 mg/L以下，出水由反滲透供水泵加壓，通過保安過濾器，進入反滲透膜。在滲透壓的作用下，水分子穿過反滲透膜，成為產(chǎn)品水進入優(yōu)質(zhì)再生水箱。反滲透出水達到優(yōu)質(zhì)中水水質(zhì)標準，用作循環(huán)水裝置和動力鍋爐的補充水。其主要指標見表2。
3.廢水“近零排放”工藝
本裝置包括一個處理能力為60t/h的蒸發(fā)單元和一個處理能力為8.3t/h的結(jié)晶單元，主要處理濃縮反滲透水、一級和二級鈉離子交換器再生廢液等。蒸發(fā)單元的主要進水指標為:電導率15000 ~ 30000μs/cm，總?cè)芙夤腆w小于25000mg/L，鈣硬化200 ~ 500 mg/L，氯離子小于。
該工藝主要采用“機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”、“晶種法技術(shù)”和“混合鹽結(jié)晶技術(shù)”。含鹽廢水膜處理單元的濃鹽水均質(zhì)后，通過含鹽廢水輸送泵進入蒸發(fā)進料罐，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至5.5 ~ 6左右。濃鹽水與蒸發(fā)餾出液換熱至95℃后，進入脫氣塔，除去鹽水中的氧氣、CO2等不凝性氣體，避免進料在蒸發(fā)器中濃縮。脫氣后的濃鹽水進入蒸發(fā)循環(huán)泵入口，與循環(huán)鹽水混合。鹽水由蒸發(fā)循環(huán)泵從底部送至溢流箱。物料通過液體分布器均勻地分布到每個管束的內(nèi)壁上，形成液膜，然后被來自蒸發(fā)器殼程的蒸汽加熱蒸發(fā)。鹽水箱與蒸汽和鹽水一起形成微小的硫酸鈣晶體，由鹽種循環(huán)泵輸送到旋風分離器，將鹽種從濃鹽水中分離出來，鹽種返回蒸發(fā)器。除霧器去除夾帶的水滴后，蒸汽被排出并輸送至蒸汽壓縮機。經(jīng)壓縮、升壓后，進入蒸發(fā)器殼程繼續(xù)加熱鹽水。冷凝后的蒸汽冷凝液送至蒸餾液罐，然后送至板式換熱器與進料進行換熱。
蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的濃鹽水進入結(jié)晶器加熱閃蒸，蒸汽冷凝回收，濃鹽水經(jīng)離心脫水機進行固液分離，固體進入危險廢物填埋場。蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的蒸餾液經(jīng)過活性炭過濾器和離子交換器，去除微量有機物和氨氮，產(chǎn)水水質(zhì)達到優(yōu)質(zhì)中水的質(zhì)量標準，可作為電廠的循環(huán)水和補充水。產(chǎn)品水控制指標見表3。
4.技術(shù)特點和優(yōu)勢
(1)對不同的廢水進行分類預處理，有針對性地去除污染物，保證后續(xù)裝置的穩(wěn)定運行，同時降低單體設(shè)計規(guī)模和投資成本。
(2)采用先進技術(shù)和MBR膜高精度過濾，保證產(chǎn)水水質(zhì)，實現(xiàn)廢水“零排放”。
(3)反滲透裝置采用高效過濾膜組件，具有脫鹽率高、抗污染能力強、回收率高的特點。
(4)采用強制循環(huán)降膜蒸發(fā)技術(shù)和鹽種技術(shù)防止換熱器表面結(jié)垢。
(5)采用蒸汽壓縮循環(huán)技術(shù)，減少蒸汽消耗，節(jié)約運行費用。
5.結(jié)論
該項目已穩(wěn)定運行四年，各項指標穩(wěn)定，產(chǎn)水合格，全過程完全實現(xiàn)了廢水“近零排放”。甲醇制烯烴(MTO)工藝是以煤或天然氣合成的甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴的化工技術(shù)。工藝技術(shù)的改進對保證低碳烯烴的穩(wěn)定供應具有重要意義。隨著煤化工的快速發(fā)展，對煤化工污水處理的技術(shù)要求越來越嚴格。我們需要不斷探索和積累，尋求一套高效、抗沖擊、穩(wěn)定的工藝流程，實現(xiàn)污水連續(xù)穩(wěn)定的“零排放”，從而更好地推動煤化工的發(fā)展。(來源:國家能源集團神華榆林能源化工有限公司)
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