曹曉倩(石家莊工大化工設(shè)備有限公司, 河北 石家莊 050031)
煤化工高鹽水處理技術(shù)分析
曹曉倩
(石家莊工大化工設(shè)備有限公司, 河北 石家莊 050031)
本文首先對煤化工高鹽水的處理技術(shù)做了具體論述,然后從不同處理技術(shù)出發(fā)做了分析,旨在為煤化工企業(yè)在選用高鹽水處理技術(shù)時提供理論依據(jù),本文具有一定的借鑒意義和實用價值。
煤化工;高鹽水;處理技術(shù)
在環(huán)境問題日益嚴峻的今天,煤化工中的環(huán)保問題也成為亟待解決的問題。煤化工作為一種新型產(chǎn)業(yè),其環(huán)保問題主要是高鹽水的防治及其排放問題。煤化工中循環(huán)水中帶入的鹽占到系統(tǒng)鹽水的1/2以上,工業(yè)污水處理回收利用過程中添加化學(xué)藥品產(chǎn)生的鹽水占到1/3以上,其余基本為廢水回收利用中過程中除鹽設(shè)備運行帶入以及沉淀的鹽,對于循環(huán)水中產(chǎn)生的高鹽水,可以通過限制循環(huán)水的次數(shù)進行控制,對于添加化學(xué)藥劑產(chǎn)生的高鹽水,可以通過改變加藥的方式進行控制,而對于廢水回收利用過程中產(chǎn)生的高鹽水處理起來則比較棘手,本文主要針對廢水回收利用過程中產(chǎn)生的高鹽水的分離和截留進行分析。
依據(jù)當前技術(shù)水平,煤化工高鹽水處理主要有以下幾種技術(shù):高鹽水預(yù)處理技術(shù)、熱蒸發(fā)技術(shù)、膜分離技術(shù)以及這兩者的組合技術(shù)。
(1)高鹽水預(yù)處理技術(shù) 傳統(tǒng)的高鹽水預(yù)處理技術(shù)有絮凝、沉淀、多介質(zhì)過濾、活性炭過濾、微濾和超濾等多種方法,高鹽水經(jīng)過預(yù)處理后可以防止高鹽水中含有的大量膠體、結(jié)垢離子和懸浮物結(jié)垢,進而保障膜系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行,起到了防止膠體污染、有機物污染、微生物污染和阻止膜劣化的作用;可以利用高鹽水中結(jié)垢離子的特性使用蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶和投入“晶核”等方式促使其結(jié)晶,結(jié)晶的不斷聚集繼而形成較大顆粒,這些較大顆粒就可以通過過濾方式排除;將高鹽水中加入離子交換樹脂,利用離子交換技術(shù)除去部分鹽分,做到高鹽水的軟化。
(2)高鹽水熱蒸發(fā)技術(shù) 對于鹽水煤化工高鹽水鹽質(zhì)量分數(shù)在4%及以上情況下使用熱蒸發(fā)技術(shù)。熱蒸發(fā)方法有物理蒸發(fā)和化學(xué)蒸發(fā)兩種,具體包括多效蒸發(fā)技術(shù)、膜蒸餾技術(shù)和機械壓縮再蒸發(fā)技術(shù)。多效蒸發(fā)技術(shù)是在蒸發(fā)過程中將3個到4個蒸發(fā)器皿串聯(lián)起來,前一個蒸發(fā)器皿產(chǎn)生的熱蒸汽可以為后一個蒸發(fā)器皿提供熱量,并在此同時發(fā)生冷凝,多個蒸發(fā)器皿的逐級蒸發(fā),可以達到處理高鹽水目的;機械壓縮再蒸發(fā)技術(shù)是將高鹽水利用蒸汽壓縮機進行壓縮,壓縮過程中產(chǎn)生的水蒸氣可以為蒸汽壓縮機的再次壓縮提供動力,不斷往復(fù),可以達到處理高鹽水的目的。
(3)高鹽水膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)主要是利用膜具有的物質(zhì)選擇透過特性對高鹽水進行分離、提純及濃縮的過程,具體包括微濾、超濾、納濾、反滲透和電滲析五種技術(shù),這五種技術(shù)在高鹽水分離過程中所變現(xiàn)出來的分離能力是不同的,根據(jù)分離能力大小,又可以將膜分離技術(shù)分為電滲析技術(shù)、反滲透分離技術(shù)和超濾、微濾、納濾膜分離技術(shù)兩種:電滲析分離技術(shù)和反滲透分離技術(shù)分別是利用電位差和滲透壓促使膜分離;超濾、微濾、納濾膜分離技術(shù)主要是針對高鹽水中含有的微粒、懸浮物和細菌進行高效分離,同時還能分離截留高鹽水中較大的顆粒物,可以達到凈化高鹽水和軟化高鹽水的目的。在具體的膜分離技術(shù)使用過程中,要根據(jù)煤化工鹽水中所含的具體物質(zhì)選擇合適的膜分離技術(shù)。
為了實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,必須解決煤化工廢水的回收利用問題,其中最主要的就是要解決煤化工廢水中的高濃度鹽和結(jié)晶鹽泥的回收利用問題。目前,雖然我國在煤化工高鹽水的處理上有以上技術(shù)作為支撐,但仍然存在以下問題:
(1)傳統(tǒng)的煤化工高鹽水預(yù)處理技術(shù)雖然可以達到防止結(jié)垢、防止污染等作用,但卻存在運行的效率比較低,能量消耗比較高的問題。由于高鹽水中含有膠體、懸浮物和結(jié)垢離子等,這些物質(zhì)對于蒸發(fā)系統(tǒng)和膜系統(tǒng)的影響較大,甚至影響其正常運行,所以雖然傳統(tǒng)的預(yù)處理技術(shù)表現(xiàn)出一些問題,但在蒸發(fā)系統(tǒng)和膜分離之前進行適當?shù)母啕}水預(yù)處理,還是存在一定的必要性。
(2)傳統(tǒng)的煤化工高鹽水預(yù)處理技術(shù)中的結(jié)晶除垢技術(shù),跟熱蒸發(fā)技術(shù)、膜分離技術(shù)比較起來,具有處理效果好,運行成本較低,不增加能量消耗的優(yōu)點,此技術(shù)可以將高鹽水中所含的鈣鎂離子濃度得到高效下降,達到良好的預(yù)處理目的。
(3)離子交換技術(shù),在煤化工高鹽水處理中表現(xiàn)出了結(jié)構(gòu)比較優(yōu)化、交換容量比較高、制水周期比較長、操作相對簡單、出水比較優(yōu)良、廢水排放相對較少等等的優(yōu)點,但是,高鹽水處理中的離子交換技術(shù)也存在一次性的投資太高,操作要求比較嚴格,再生比較頻繁,交換樹脂具有毒性、容易老化等等共同導(dǎo)致的運行成本過高的問題。
(4)煤化工高鹽水處理中的熱蒸發(fā)技術(shù)在實際使用中提供了物理方法和化學(xué)方法等蒸發(fā)方式的多樣性,以及熱效率高、操作彈性大的優(yōu)點,但卻表現(xiàn)出對高鹽水的處理量比較小,運行成本較高以及蒸發(fā)后殘留的固體廢棄物過多的問題。機械壓縮再蒸發(fā)技術(shù)較多效蒸發(fā)技術(shù)而言,一定程度上降低了高鹽水在蒸發(fā)過程中對蒸發(fā)器皿進行加熱所消耗的熱量,從而降低了蒸發(fā)過程的能量損耗,降低了成本。
(5)煤化工高鹽水處理中的膜分離技術(shù)在實際使用中表現(xiàn)出分離效率高、對運行溫度較低等優(yōu)點,但在高鹽水處理過程中卻存在膜的污染、結(jié)垢堵塞造成的膜的成本較高,另外,對于膜的正確選用,膜組件的優(yōu)化設(shè)計,也是高鹽水處理中膜分離技術(shù)的又一難題,需要大量的技術(shù)和實踐數(shù)據(jù)作為支撐。
(6)高鹽水處理過程中產(chǎn)生的結(jié)垢以及處理中過濾所產(chǎn)生的固體物質(zhì)雖然從高鹽水中分離了出來,但這種固體物質(zhì)含有較多的物質(zhì)微粒,其中不乏有化學(xué)品,成分非常復(fù)雜,那這種固體物質(zhì)如何處理成為了煤化工高鹽水處理后又一比較實際而又嚴峻的問題。
(文章題目:煤化工高鹽水處理技術(shù)分析)
綜上,煤化工高鹽水處理工程中可以選擇使用的技術(shù)手段比較多,在實際的選擇使用過程中要充分考慮到每一項技術(shù)的優(yōu)缺點和煤化工企業(yè)的具體實際,還要考慮到所選用技術(shù)在使用過程中所能出現(xiàn)的種種問題以及自身解決問題的能力等等,進行多方面綜合性的考量,只有這樣,才能對煤化工高鹽水進行最高效的處理,才能實現(xiàn)社會能源的可持續(xù)發(fā)展。
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