論煤化工項目廢水零排放的可行性

陳寬平

摘 要：通過增加綜合水處理裝置，對60萬噸/年煤制甲醇項目外排濃鹽水進行回收，同時對礦井水進行處理，解決化工與礦井濃鹽水排放問題，實現了礦井水綜合循環利用、降低化工企業生產成本，達到水資源循環利用、固體廢棄物資源化，保護環境的目的。

關鍵詞：煤化工；廢水；零排放

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.099

1 煤制甲醇項目水系統情況

內蒙古中煤遠興能源化工有限公司60萬噸/年煤制甲醇項目采用西北化工研究院的多元料漿煤氣化技術，經變換、低溫甲醇洗、甲醇合成、甲醇精餾生產甲醇產品。項目配套建設生產給水系統、消防給水系統、循環水系統、污水處理系統、回用水系統、脫鹽水系統和給排水管網系統。

污水處理采用IMC法工藝，該工藝為多段SBR工藝，是近年發展起來的一種先進的預批式除磷脫氮處理法，該處理工藝集反應池、沉淀池為一體，間歇進水，間歇反應，停氣、停止污泥循環時污水沉淀撇除上清液，并排出剩余污泥，成為一個周期，周而復始。在煤制甲醇工業廢水處理中應用范圍廣、處理效果好。

回用水系統將循環水站排污水、脫鹽水站排污水及污水處理站達標污水組成的綜合廢水進行處理并達到循環水補水水質標準，出水進入回用水池，經回用水泵提升送往循環水站作為循環水的補充水，使污水得以重新利用，節約水資源。

系統采用機械加速澄清池+多介質過濾器+碟片過濾器+程控超濾裝置+反滲透處理工藝，其中程控超濾前采用100微米碟片式過濾裝置處理。超濾膜組件選用英國倍能（BenonX）生產的中空纖維膜。

2 公司綜合水處理裝置情況

綜合水處理工程共分兩期建設，一期設計進水規模：29000m3/d，其中礦井水24000 m3/d，化工高鹽水5000 m3/d。二期是蒸發結晶、分鹽裝置，用于處理減量化裝置濃縮后的濃鹽水，通過預處理、提濃、蒸發結晶分鹽處理后，產水達到循環水補充水水質后回用，分出無水硫酸鈉、氯化鈉結晶鹽，二期設計進水規模為4800 m3/d。本項目產品為產品水、無水硫酸鈉、氯化鈉。

產品水：27576 m3/d，其中減量化裝置產水規模：23352m3/d，蒸發結晶、分鹽裝置產水規模：4224m3/d。

產品鹽：無水硫酸鈉280.8t/d，氯化鈉產量為19.44 t/d。

本項目進水為納林河二號礦井水和化工高鹽水，通過石灰純堿+離子交換器軟化、高密度澄清池澄清、高強度膜過濾、二級特種反滲透脫鹽進行減量化處理后，產品水回用。濃水經雙堿法軟化+高密度澄清池+高強度膜過濾+臭氧催化氧化+活性炭吸附+樹脂床軟化等一些列預處理手段凈化、經并聯的ED和MVR降膜蒸發器提濃、通過四效逆流蒸發+冷凍析硝+鹽結晶+剩余母液噴霧干燥，分出無水硫酸鈉、氯化鈉、雜鹽，產水全部回用。

該工藝具有以下特點：

（1）通過石灰、純堿+離子交換雙級軟化，保證軟化效果，能有效降低出水硬度，大大降低后續膜處理的結垢風險。

（2）采用高密池+高強度膜的澄清、過濾工藝，代替了常規澄清+濾池+超濾的工藝，工藝流程縮短，處理效率提高、減小占地面積和投資、而且高強度膜過濾精度高、出水濁度低，便于反洗維護。

（3）采用二級脫鹽，將TDS的濃縮分段實現，中壓GTR3膜到30000mg/L以上、高壓GTR4膜到60000mg/L以上，有利于平衡膜效率和降低能耗；一級、二級特種脫鹽組合膜工藝實現回收率>80%，使進入后續蒸發結晶裝置的濃水量降低，既保證了膜單元不會因為過高濃縮，而影響安全穩定運行，同時也兼顧了工程總投資和運行費。

（4）采用特種GTR系列膜，該膜比標準抗污染膜流道寬，更耐污堵；GTR膜片更牢固，已在COD高達數百ppm的高污染鋼鐵高鹽水零排放中試和煤化工高鹽水零排放實際項目上等得到驗證，可保證在高污染、高濃縮倍率下的穩定運行，降低清洗頻率，延長膜的高性能；

（5）采用雙堿法軟化+高密度澄清池+高強度膜過濾+臭氧催化氧化+活性炭吸附+樹脂床軟化預處理工藝對蒸發結晶進水（TDS：45000～60000mg/L濃鹽水）進行處理，完善的預處理工藝能有效去除硬度、COD等影響蒸發結晶運行和結晶鹽品質的因素，保證后系統穩定運行。

（6）采用并聯的ED和MVR降膜蒸發器進行提濃，一方面保證后續結晶的母液濃度，減少蒸發結晶的進水量；另一方面通過兩種不同工藝互補，降低綜合能耗，同時能根據進水水量、產品鹽的市場情況，選擇合適的濃縮段運行，操作靈活性大。

（7）通過四效逆流蒸發工藝，能有效的合理利用熱能，降低蒸發系統的蒸汽和冷卻水消耗，降低系統能耗。

（8）通過冷凍析硝+鹽結晶工藝，不僅能有效降低氯化鈉中的硫酸鈉含量，保證氯化鈉品質，而且能提高無水硫酸鈉的收率，減少雜鹽的量。

（9）雜鹽噴霧干燥可以將剩余母液完全干化，實現廢水“零排放”。

3 綜合水裝置投用后的效果

綜合水一期項目于2015年11月產出合格產品水，滿足工業用水標準。

水二期于2017年4月產出合格結晶鹽，硫酸鈉符合GB/T 6009-2014《工業無水硫酸鈉》Ⅰ類一等品標準，氯化鈉符合GB/T 5462-2015《工業鹽》精制工業鹽一級品標準。