師引 薛云峰（蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司，陜西蒲城715500）

0 引言

我國擁有豐富的煤炭資源，煤氣化工業(yè)是煤炭資源高效綜合利用的主要方式，但煤氣化工藝過程易產(chǎn)生大量煤渣及灰分，當(dāng)采用水激冷流程時(shí)，氣化灰水中溶解有大量鈣鎂硅離子，且濁度較高。容易在氣化爐的激冷室、洗滌塔等設(shè)備內(nèi)及灰水管道內(nèi)形成結(jié)垢，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

蒲潔能化公司煤制烯烴項(xiàng)目原設(shè)計(jì)建有污水處理裝置，隨著后期項(xiàng)目增項(xiàng)技改，化工生產(chǎn)原料發(fā)送改變，氣化原料煤改用為管道煤漿，改變了原有項(xiàng)目系統(tǒng)水平衡，水系統(tǒng)廢水來源在原來基礎(chǔ)上，新增七股廢水，分別為：氣化灰水過濾后濾液；變換低溫凝液；低溫甲醇洗廢水；MTO裝置廢堿液；高壓富氫火炬凝液；水封罐排水；酸性氣火炬凝液。本灰水預(yù)處理裝置主要針對其中灰水濾液這股水，對其進(jìn)行除硅除硬預(yù)處理，用于回用或者進(jìn)入污水系統(tǒng)處理。

1 工藝流原理及流程

1.1 工藝原理

本裝置處理的灰水根據(jù)實(shí)際水樣測定結(jié)果，其總硬度在1000～3500mg/L 波動(dòng)，二氧化硅在150～400mg/L 波動(dòng)。在氣化灰水中加入堿液、1 號藥劑（Na2CO3）、2 號藥劑（FeSO4·7H2O），利用不同化學(xué)組分的反應(yīng)和物理吸附原理，除去氣化灰水中絕大部分Ca2+、Mg2+離子及SiO32-離子，達(dá)到除硅除硬效果。具體反應(yīng)原理如下：

1.2 工藝流程

氣化灰水濾液、真空閃蒸凝液、低壓灰水排水共3 股水進(jìn)入快速反應(yīng)池1，在此池投加氫氧化鈉和2#藥劑，氫氧化鈉可與鎂離子發(fā)生反應(yīng)，去除部分鎂離子，且可為除硅提供合適的反應(yīng)條件，2#藥劑可以去除二氧化硅。經(jīng)除鎂離除硅后的水進(jìn)入快速反應(yīng)池2，在此池投加1#藥劑，1#藥劑的主要是去除永久硬度。經(jīng)除硅除硬后的灰水進(jìn)入慢速反應(yīng)池，在慢速反應(yīng)池中進(jìn)一步反應(yīng)。經(jīng)過除硅除硬的水送入澄清槽，同時(shí)加入PAC和PAM進(jìn)行絮凝沉淀，沉淀后的泥漿送至污泥濃縮池，澄清槽沉淀后的灰水溢流至澄清槽出水罐，該罐內(nèi)水送至污水處理裝置和新增污水工段。

圖1 除硅除硬工藝流程

2 處理效果討論

灰水預(yù)處理裝置原料為灰水濾液、低壓灰水、真閃凝液，最大處理量：600m3/h；經(jīng)除硅除硬后由壓力流送去污水處理裝置進(jìn)行后續(xù)處理。本次分析以灰水預(yù)處理裝置正常運(yùn)行中的某一段時(shí)間運(yùn)行情況進(jìn)行討論，主要分析其預(yù)處理后總硬度和SiO2量的變換情況。其運(yùn)行數(shù)據(jù)分析如下圖：

圖1 灰水預(yù)處理后總硬度對比

圖2 灰水預(yù)處理后SiO2含量對比

由圖1、圖2可知：原料灰水總硬度和SiO2含量非常高，總硬度一般在2000mg/L～2500mg/L 之間，偶有波動(dòng)至2000mg/L 以下，這與氣化裝置運(yùn)行情況何系統(tǒng)加藥量調(diào)整有關(guān)，SiO2含量一般在200mg/L～350mg/L 之間；預(yù)處理后總硬度在250mg/L～340mg/L 之間，SiO2含量在20mg/L～50mg/L 之間；總硬度和SiO2含量明顯降低，達(dá)到預(yù)期效果。

本次隨機(jī)選取灰水預(yù)處理裝置運(yùn)行正常時(shí)，五天的氣化灰水和預(yù)處理后灰水總硬度和SiO2含量作為分析數(shù)據(jù)，討論預(yù)處理裝置對氣化灰水總硬度和SiO2去除效果，總硬度和SiO2含量單位為mg/L。分析數(shù)據(jù)如下表：

表1 灰水處理數(shù)據(jù)分析

由表1可知：氣化原料灰水混合進(jìn)入除硅除硬系統(tǒng)后，氣灰水中總硬度和SiO2去除率均在90%以上，且水質(zhì)穩(wěn)定，說明此灰水預(yù)處理工藝在處理高硬度和高含量SiO2灰水效果明顯、運(yùn)行穩(wěn)定，這為蒲化公司污水處理系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的運(yùn)行條件。

由以上分析討論結(jié)果可知，此灰水預(yù)處理工藝在處理高硬度和高含量SiO2氣化灰水時(shí)效果明顯，去除率高，工藝流程簡單，易于操作，為煤化工企業(yè)廢水處理提供了很好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

3 問題及建議

本裝置目前運(yùn)行還存在以下問題：一是氣化工況波動(dòng)時(shí)灰水中硬度波動(dòng)較大，需及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)加藥量，否則會造成藥劑浪費(fèi)；二是加入2 號藥劑（FeSO4·7H2O）后，氣化裝置外排水顏色發(fā)黃，目前考慮尋找其他藥劑替代2號藥劑；三是除硅除硬后產(chǎn)生大量污泥，其黏度較大，在脫水造餅時(shí)難道較大，目前污水處理裝置難以持續(xù)大量接受，考慮對污泥處理方法進(jìn)行重新評估選型。

4 結(jié)語

蒲潔能化公司生產(chǎn)工藝及水源前期存在水質(zhì)問題，氣化工段灰水硬度及SiO2濃度過高，致使造成氣化工段設(shè)備內(nèi)及灰水管段結(jié)垢嚴(yán)重，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行。針對于此開展除硅除硬技術(shù)在處理煤氣化廢水中工業(yè)中的應(yīng)用。實(shí)踐證明除硅除硬技術(shù)在處理高硬度和高濃度SiO2氣化灰水效果顯著，總硬度和SiO2去除率都可達(dá)了90%以上。該方法具有很好的工藝應(yīng)用價(jià)值。