煤化工废水零排放整体解决方案及案例---复件

一、煤化工废水零排放的意义二、煤化工水系统三、煤化工水系统零排放整体解决方案四、东华科技在国内典型煤化工废水零排放案例五、对煤化工废水零排放项目的几点思考一、煤化工废水零排放的意义1.零排放概念煤化工水系统实现零排放，即对化工生产中所产生的生产废水、污水、清净下水等经过处理，水全部用于回用，除结晶盐外对外界不排放废水，称作为“零排放”。对于目前在建和拟建的煤化工项目，“零排放”尤其重要，既解决一部分水资源问题，又不对当地的环境和生态造成污染和破坏，同时也是项目能否被核准和持续运行的最重要的必要因素之一。零排放的意义2.节约水资源新型煤化工项目耗水量巨大，年用水量通常高达几千万立方米。煤化工的快速发展引发了区域水资源供需的失衡。我国煤炭资源主要集中在北方和西北，恰恰这些地方水资源严重不足。目前这些地方已出现了水权纷争，这种情况如果发展下去，会影响当地工业和农业的正常发展，而且还会带来很多社会问题，水系统零排放，将废水最大限度回用，可节约水资源，缓解水资源严重短缺的困境。零排放的意义3.保护生态环境，避免水体和地下水污染煤化工企业用水量大，其排放的废水主要来源于煤炼焦、煤气净化及化工产品回收精制等过程。该类废水水量大，水质复杂，含有大量的有机污染物、酚、硫和氨等，并且含有大量的联苯、吡啶吲哚和喹啉等有毒污染物，毒性大。在煤炭资源丰富的地域，往往是既缺水又无环境容量、生态脆弱、甚至有的地区无排放水体。如新疆伊犁地区、宁夏、内蒙等煤化工基地，实施零排放能有效保护生态环境，避免水体和地下水污染。零排放的意义4.回收盐资源副产硫酸钠、氯化钠等，变废为宝。要不要零排放？能不能零排放？零排放的意义二、煤化工水系统1.煤化工水系统分类给水系统排水系统生活给水生产给水消防给水循环水锅炉补给水净水站(消毒)净水站(不消毒)消防站及系统循环水站脱盐水站生活污水生产污水冲洗及初期雨水雨水系统循环水排污脱盐水站排污污水处理站中水回用及零排放系统事故排水事故水池水系统2.水系统零排放逻辑及主要装置净化站循环水站回用水站蒸发结晶事故池NaCl检修时切换生活用水新鲜水补水排污水排污水浓盐水高浓盐水脱盐水站新鲜水补水风吹、蒸发生成脱盐水检修时切换NaSO杂盐24提升回装置处理回用水补水回用水补水小流量小流量事故时原水生产污水生活污水产品水排污水产品水产品水生物污泥无机泥(含水率40%)外卖去化工厂作为原料外卖去化工厂作为原料生产用水污水站出水本工程界区3.水系统零排放进出物料物料进：原水物料出：生化污泥（泥饼）无机污泥（主要是碳酸钙、石灰等）氯化钠（资源化）硫酸钠（资源化）杂盐（同时含较高浓度的CODcr）三、煤化工水系统零排放整体解决方案水系统实现零排放的关键处理单元n1、污水处理：去除有机物；n2、回用水处理：大部分水回用；n3、浓盐水提浓：减少蒸发结晶的规模；n4、蒸发结晶：结晶盐产出，实现水零排放n基础：1、2，重点：3、4n难点：n5、杂盐分离：由混合盐分离单质盐。1、污水处理1.1污水处理的目标：去除大部分的有机物即COD、油、氨氮、酚等物质，出水满足一级A或一级B的标准，使水质能满足进入回用水处理的要求。主要指标：CODcr≤50～60mg/LNH3-N≤5mg/L油≤1mg/LSS≤10mg/L1.2水质特点鲁奇气化炉工艺：CODcr高：3500-4000mg/L氨氮高：200-300mg/L含酚高：600-800mg/L有毒性，可生化性差，难处理粉煤炉、水煤浆炉工艺：CODcr低：300-500mg/L氨氮高：200-300mg/L可生化性好，易处理1.3污水处理的处理路线预处理+生化处理+深度处理1.4预处理主要去除悬浮物、油、沉淀物等杂质，主要为物理法。常用的技术：调节、沉淀、隔油、气浮等。1.5生化处理（1）鲁奇工艺废水：要去除大部分的酚、CODcr、氨氮、总氮等。建议工艺：厌氧/水解+二级A/O工艺。（2）粉煤炉、水煤浆炉工艺废水：要去除大部分的氨氮、总氮建议工艺：二级A/O工艺。1.6深度处理为了满足进入回用水处理要求，尽量降低污染物浓度；水质特点：CODcr、难生化一般采取的技术路线：絮凝沉淀/气浮+高级氧化改性+深度生化+过滤、消毒等1.7其它说明污水处理对盐含量基本没有去除率后续若有回用处理或零排放，不建议采用芬顿氧化（会提高系统盐含量）生化剩余污泥的妥善处置需要关注（危废）要充分考虑到含酚废水生化处理过程中产生的泡沫。2、回用水处理2.1回用水处理的目标：将污水处理站出水、清净废水（主要是循环水站和脱盐水站的排污水）等大部分回用，回用至循环水站作为补充水，回用至脱盐水站作为其水源等。回用水站的回收率一般采取65-75%。部分为了提高回收率可提高至80-85%，但需要做特殊的中间处理。2.2水质特点清净回用部分硬度高污水回用部分含有有机物2.3回用水处理技术路线方法很多，蒸馏、离子交换、膜处理，目前常规的采用双膜处理。对于硬度高：需要考虑除硬，一般用药剂软化对于含有有机物：做好杀菌、膜清洗措施，选择抗污染膜等措施目前常规处理路线：调节+软化澄清+过滤+超滤+反渗透2.4注意事项若生化污水和清净废水的水量均较大，建议将生化污水和清净废水分开单独处理。由于生化污水含有有机物，注意考虑杀菌避免膜中滋生微生物，反渗透前还原剂投加要充分。由于软化出水，其碳酸钙是接近饱和浓度，后续需要充分考虑结垢风险。避免超滤的污染需要注意：杀菌、反洗、CEB、CIP等措施。对反渗透膜的清洗需要考虑洗微生物和结构物的差别。3、浓盐水提浓3.1浓盐水提浓的目标：蒸发结晶一般采用热法处理，为了减少其规模，节约投资和减少能耗。该单元目前是难点，技术路线很多。目前有成功工程案例的可以将盐分浓缩至5-6%。有在设计或施工项目目标高达10-15%。需要在投资、能耗、可靠性之间选择平衡。3.2水质特点盐分高、硬度高、含有硅、有机物含量高。3.3技术路线方法很多：纳滤膜技术；高效反渗透技术；高压膜技术；振动膜技术；特殊结构抗污染膜技术；电渗析技术。3.4注意事项虽然方法很多，都需要考虑有机物污染、硅结垢（视水质情况）、硬度的结垢等因素。建议做好预处理：调节：为了后续的稳定性药剂除硬：去除大部分硬度离子交换：彻底去除硬度，可以避免膜结垢以及蒸发结晶结垢。4、蒸发结晶4.1蒸发结晶的目标：蒸发结晶一般采用热法处理。国内案例有：机械压缩降膜式蒸发器、多效蒸发结晶器等目标：将高盐水中的盐结晶，蒸馏水回用，实现水的零排放。结晶出的混盐产量大，且是危废，没有出路，目前环保部要求不能只结晶出混盐，要求大部分盐进行资源化利用和危废减量化。4.2水质特点盐分高腐蚀性强；硅含量高易结垢（视水质情况）有机物含量高；盐分复杂，且经常变化。4.3技术路线目前思路是将NaCl、Na2SO4分离处理，资源化，剩余的杂盐、COD以及其它成分合并成杂盐结晶。盐化工中芒硝分离技术是成熟的，可以借鉴。但是其水质与废水零排放有较大区别。目前国内尚未有成功案例。我公司正在进行分质盐结晶的研发。四、东华科技在国内典型煤化工水系统零排放项目1、东华科技与化工水处理Ø自1963年建院（化工部第三设计院）以来，50多年来一直潜心工业污水处理的研发、工程化；Ø全国化工给排水设计技术中心站设在我公司；Ø主编《化学工业污水处理与回用设计规范》GB50684-2011Ø参编国家、行业多项水处理标准规范；Ø核心期刊《工业用水与废水》主编单位；Ø设计资质：综合甲级Ø总承包资质：甲级Ø咨询、造价资质：甲级Ø环境污染治理设施运营资质：甲级（工业废水、生活污水）Ø质量、环境、职业健康安全三合一体系认证Ø几百项各类工业污水处理工程成功案例。2、东华科技煤化工污水处理领域近几年工程业绩序号项目名称气化炉型工作内容达标要求投运时间1中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克年产200万吨合成氨350万吨尿素项目BGLEPC零排放2013.102伊犁新天年产20亿方年煤制天然气项目碎煤加压EPC零排放机械竣工3苏新能源和丰有限公司20亿方/年煤制天然气项目碎煤加压总体设计工程设计零排放设计中4中电投伊南20亿方/年SNG总体、气化、空分及公辅装置GSP总体设计工程设计零排放设计中5神华煤制油鄂尔多斯分公司煤液化污水深度处理实施方案SHELL工程设计零排放2012.126伊泰-华电甘泉堡540万吨/年（一期180万吨/年）煤基多联产综合项目HT-L气化总体设计工程设计零排放设计中7安徽曙光化工集团改造升级项目煤制氢装置多元料浆EPC达标排放建设中8黔希煤化工投公司30万吨/年乙二醇项目HT-L气化EPC达标排放建设中9蒙大120万吨/年二甲醚项目一期工程多元料浆EPC达标排放建设中10沧州正元年产60万吨合成氨、80万吨尿素项目HT-L气化工程设计达标排放建设中序号项目名称气化炉型工作内容达标要求投运时间11安阳盈德气体有限公司40万吨合成氨、70万吨/年尿素项目配套150000Nm3/h合成气工程多喷嘴对置工程设计达标排放建设中12徐矿150万吨/年甲醇项目首期工程GE工程设计达标排放2013.513合肥四方化工集团有限责任公司搬迁工程多元料浆气化工程设计达标排放2013.414六盘水市老鹰山煤基气化项目一期工程多元料浆气化EPC达标排放2010.1215灵谷化工年产30万吨合成氨52万吨尿素项目多喷嘴对置工程设计达标排放2009.616贵州天福化工有限责任公司年产30万吨合成氨及15万吨二甲醚项目SHELLEPC达标排放2009.517大黄山鸿基焦化焦炉煤气综合利用项目焦炉气转化EPC达标排放2010.1018大化集团松木岛厂区年产30万吨合成氨置GE工程设计达标排放2008.619华亭中煦60万吨/甲醇工程多元料浆气化EPC达标排放2009.520义马煤业综能气体分离产品项目U-GAS工程设计达标排放2012.6神华煤直接液化项目中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克化肥项目伊犁新天年产20亿立方米煤制天然气项目伊泰甘泉堡煤制油项目苏新能源煤制天然气项目中电投伊南煤制天然气项目中电投霍城煤制天然气项目中海油大路工业园煤制天然气项目煤化工污水零排放项目业绩零排放项目业绩3、神华煤直接液化（煤制油）项目污水处理系统内容：生化处理部分：包括含油污水系统、高浓度污水系统含盐处理部分：包括含盐污水系统、催化剂制备废水系统、蒸发器浓缩液处理系统处理规模：含油污水系统：204m3/h高浓度污水系统：150m3/h含盐污水系统：286m3/h催化剂制备废水系统：103m3/h浓盐水处理系统：蒸发器、结晶、蒸发塘面积约12公顷。4、中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克化肥项目(一期)Ø气化工艺：碎煤熔渣加压气化技术（BGL）Ø项目产品：合成氨100万吨/年，尿素175万吨/年Ø我公司承担的EPC内容：脱盐水处理装置：新鲜水1050m3/h；透平冷凝水：750m3/h；工艺冷凝水300m3/h.循环水站：70000m3/h污水处理装置：360m3/h回用水处理装置：1200m3/h浓盐水处理装置：200m3/h（含60m3/h蒸发器）结晶装置：30m3/hØ承担设计：蒸发塘42公顷；渣场10公顷；浓盐水输送（8公里）排水量m3/h温度℃余压MPa使用情况排水水质101/136400.40连续总酚700mg/L挥发酚300mg/L多元酚400mg/L总氨350mg/L脂肪酸100mg/L油100mg/LCOD3500-4000mg/L硫化物＜50mg/LMIBK萃取剂＜60mg/LPH6-7.5污水处理中最主要的废水酚氨回收后废水的主要水质指标污水处理工艺流程污水回用工艺流程HERO高效反渗透蒸发器结晶器污水处理运行情况进水厌氧出水二沉出水最终出水CODcr＜60mg/LNH3-N＜3mg/L生化池及鼓风机房、加药间回用水车间膜堆蒸发器和结晶装置结晶盐投资14.8亿元实现废水系统内零排放●本报记者邱岳四月的第二天。一场春雨过后，乌审大地处处生机盎然。行走在兰嘎公路，一处矗立的“擎天柱”上赫然写道：生态问题是乌审旗最大最根本的民生问题。“公司成立之