陳寬平

摘 要：通過增加綜合水處理裝置，對(duì)60萬噸/年煤制甲醇項(xiàng)目外排濃鹽水進(jìn)行回收，同時(shí)對(duì)礦井水進(jìn)行處理，解決化工與礦井濃鹽水排放問題，實(shí)現(xiàn)了礦井水綜合循環(huán)利用、降低化工企業(yè)生產(chǎn)成本，達(dá)到水資源循環(huán)利用、固體廢棄物資源化，保護(hù)環(huán)境的目的。

關(guān)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(xiàng)目水系統(tǒng)情況

內(nèi)蒙古中煤遠(yuǎn)興能源化工有限公司60萬噸/年煤制甲醇項(xiàng)目采用西北化工研究院的多元料漿煤氣化技術(shù)，經(jīng)變換、低溫甲醇洗、甲醇合成、甲醇精餾生產(chǎn)甲醇產(chǎn)品。項(xiàng)目配套建設(shè)生產(chǎn)給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、回用水系統(tǒng)、脫鹽水系統(tǒng)和給排水管網(wǎng)系統(tǒng)。

污水處理采用IMC法工藝，該工藝為多段SBR工藝，是近年發(fā)展起來的一種先進(jìn)的預(yù)批式除磷脫氮處理法，該處理工藝集反應(yīng)池、沉淀池為一體，間歇進(jìn)水，間歇反應(yīng)，停氣、停止污泥循環(huán)時(shí)污水沉淀撇除上清液，并排出剩余污泥，成為一個(gè)周期，周而復(fù)始。在煤制甲醇工業(yè)廢水處理中應(yīng)用范圍廣、處理效果好。

回用水系統(tǒng)將循環(huán)水站排污水、脫鹽水站排污水及污水處理站達(dá)標(biāo)污水組成的綜合廢水進(jìn)行處理并達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，出水進(jìn)入回用水池，經(jīng)回用水泵提升送往循環(huán)水站作為循環(huán)水的補(bǔ)充水，使污水得以重新利用，節(jié)約水資源。

系統(tǒng)采用機(jī)械加速澄清池+多介質(zhì)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(chǎn)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(shè)，一期設(shè)計(jì)進(jìn)水規(guī)模：29000m3/d，其中礦井水24000 m3/d，化工高鹽水5000 m3/d。二期是蒸發(fā)結(jié)晶、分鹽裝置，用于處理減量化裝置濃縮后的濃鹽水，通過預(yù)處理、提濃、蒸發(fā)結(jié)晶分鹽處理后，產(chǎn)水達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)后回用，分出無水硫酸鈉、氯化鈉結(jié)晶鹽，二期設(shè)計(jì)進(jìn)水規(guī)模為4800 m3/d。本項(xiàng)目產(chǎn)品為產(chǎn)品水、無水硫酸鈉、氯化鈉。

產(chǎn)品水：27576 m3/d，其中減量化裝置產(chǎn)水規(guī)模：23352m3/d，蒸發(fā)結(jié)晶、分鹽裝置產(chǎn)水規(guī)模：4224m3/d。

產(chǎn)品鹽：無水硫酸鈉280.8t/d，氯化鈉產(chǎn)量為19.44 t/d。

本項(xiàng)目進(jìn)水為納林河二號(hào)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(qiáng)度膜過濾、二級(jí)特種反滲透脫鹽進(jìn)行減量化處理后，產(chǎn)品水回用。濃水經(jīng)雙堿法軟化+高密度澄清池+高強(qiáng)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(yù)處理手段凈化、經(jīng)并聯(lián)的ED和MVR降膜蒸發(fā)器提濃、通過四效逆流蒸發(fā)+冷凍析硝+鹽結(jié)晶+剩余母液噴霧干燥，分出無水硫酸鈉、氯化鈉、雜鹽，產(chǎn)水全部回用。

該工藝具有以下特點(diǎn)：

（1）通過石灰、純堿+離子交換雙級(jí)軟化，保證軟化效果，能有效降低出水硬度，大大降低后續(xù)膜處理的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

（2）采用高密池+高強(qiáng)度膜的澄清、過濾工藝，代替了常規(guī)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(qiáng)度膜過濾精度高、出水濁度低，便于反洗維護(hù)。

（3）采用二級(jí)脫鹽，將TDS的濃縮分段實(shí)現(xiàn)，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(jí)、二級(jí)特種脫鹽組合膜工藝實(shí)現(xiàn)回收率>80%，使進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的濃水量降低，既保證了膜單元不會(huì)因?yàn)檫^高濃縮，而影響安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也兼顧了工程總投資和運(yùn)行費(fèi)。

（4）采用特種GTR系列膜，該膜比標(biāo)準(zhǔn)抗污染膜流道寬，更耐污堵；GTR膜片更牢固，已在COD高達(dá)數(shù)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(shí)際項(xiàng)目上等得到驗(yàn)證，可保證在高污染、高濃縮倍率下的穩(wěn)定運(yùn)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(qiáng)度膜過濾+臭氧催化氧化+活性炭吸附+樹脂床軟化預(yù)處理工藝對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水（TDS：45000～60000mg/L濃鹽水）進(jìn)行處理，完善的預(yù)處理工藝能有效去除硬度、COD等影響蒸發(fā)結(jié)晶運(yùn)行和結(jié)晶鹽品質(zhì)的因素，保證后系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（6）采用并聯(lián)的ED和MVR降膜蒸發(fā)器進(jìn)行提濃，一方面保證后續(xù)結(jié)晶的母液濃度，減少蒸發(fā)結(jié)晶的進(jìn)水量；另一方面通過兩種不同工藝互補(bǔ)，降低綜合能耗，同時(shí)能根據(jù)進(jìn)水水量、產(chǎn)品鹽的市場情況，選擇合適的濃縮段運(yùn)行，操作靈活性大。

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

（8）通過冷凍析硝+鹽結(jié)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(zhì)，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(shí)現(xiàn)廢水“零排放”。

3 綜合水裝置投用后的效果

綜合水一期項(xiàng)目于2015年11月產(chǎn)出合格產(chǎn)品水，滿足工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。

水二期于2017年4月產(chǎn)出合格結(jié)晶鹽，硫酸鈉符合GB/T 6009-2014《工業(yè)無水硫酸鈉》Ⅰ類一等品標(biāo)準(zhǔn)，氯化鈉符合GB/T 5462-2015《工業(yè)鹽》精制工業(yè)鹽一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。