張偉祥,楊文芳

（白銀中天化工有限責(zé)任公司，甘肅 白銀 730600）

1 概述

企業(yè)在不斷發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于資源的需求量將不斷提升。一次水需求量大，水的利用效率低下，運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)大量的水未被綜合利用；普遍存在污水處理站處理能力有限，各種類(lèi)型污水統(tǒng)一收集，污水中含有的各種元素成分復(fù)雜，污水處理后的水質(zhì)不穩(wěn)定，回收利用難度大，使得水的再利用價(jià)值大幅度下降；在大多數(shù)化工生產(chǎn)中需要利用到蒸汽資源，蒸汽作為生產(chǎn)的動(dòng)力源，在運(yùn)行中會(huì)有大量的熱量不能被充分利用，使得大量的資源浪費(fèi)，冷凝后會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽冷凝水，蒸汽冷凝水因季節(jié)氣溫影響，夏季氣溫高，蒸汽冷凝水回收后冷卻速度慢，因溫度較高而不能直接用于系統(tǒng)循環(huán)補(bǔ)水，余熱利用因受生產(chǎn)環(huán)境及輸送管道限制，蒸汽冷凝水雜質(zhì)較多且在運(yùn)行過(guò)程中氧化出現(xiàn)發(fā)紅現(xiàn)象，無(wú)法回收用于鍋爐；目前采用的污水處理工藝，水處理系統(tǒng)在采用膜處理技術(shù)時(shí)產(chǎn)生的高鹽濃水，鹽分過(guò)高，無(wú)法直接利用。

水資源的經(jīng)濟(jì)循環(huán)綜合利用，核心在于水的高效、優(yōu)質(zhì)循環(huán)利用，以保障生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)涉及區(qū)域水質(zhì)全面分析，遵循水“優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，低質(zhì)低用”的原則，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用水閉路循環(huán)，讓循環(huán)水真正的循環(huán)起來(lái)，保障生產(chǎn)設(shè)施高效運(yùn)行。企業(yè)只有以創(chuàng)新技術(shù)、控制措施為手段，從生產(chǎn)工藝控制和工藝末端治理到源頭控制，從而達(dá)到“變廢為寶”質(zhì)的飛躍。

2 現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外目前均采用有針對(duì)性的水處理技術(shù)，根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)含量對(duì)水的處理技術(shù)也在不斷提高。循環(huán)水系統(tǒng)治理行業(yè)主要有中央空調(diào)冷卻循環(huán)水處理、冷凍循環(huán)水處理、采暖水處理、集中供暖循環(huán)水處理、工業(yè)冷卻冷凍循環(huán)水處理幾個(gè)細(xì)分行業(yè)的設(shè)備生產(chǎn)。水資源綜合治理行業(yè)主要包括污水治理、景觀水回用處理、雨洪利用、城市污廢水綜合利用、普通生產(chǎn)污廢水綜合利用等，自來(lái)水供應(yīng)及其他主要是由自來(lái)水供應(yīng)及其他水處理行業(yè)構(gòu)成[1]。

水資源經(jīng)濟(jì)循環(huán)利用集成工藝是結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)裝置特征，由企業(yè)自主研發(fā)的工業(yè)節(jié)水技術(shù)，是綜合了企業(yè)內(nèi)各工藝流程環(huán)節(jié)，進(jìn)行綜合分析，有效利用冷凝回收技術(shù)、吸附過(guò)濾技術(shù)、工業(yè)污水處理技術(shù)、滲透膜處理技術(shù)等。結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，現(xiàn)使用的水處理技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足目前水資源綜合治理領(lǐng)域的要求，由于水質(zhì)中的雜質(zhì)指標(biāo)較多，不同的指標(biāo)含量要求需要有不同的解決方案。

水的綜合利用技術(shù)研發(fā)將以“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”為主體，推動(dòng)節(jié)能減排的有效實(shí)施、重視水資源綜合利用。同時(shí)政府的積極主張為水處理行業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)及政策需求，未來(lái)我國(guó)水處理行業(yè)將迎來(lái)發(fā)展黃金期。

3 試驗(yàn)情況

企業(yè)作為技術(shù)創(chuàng)新主體，在確保正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的前提下，結(jié)合各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，遵循能量守恒定律，認(rèn)真分析對(duì)照，按照區(qū)域管理，進(jìn)行版塊優(yōu)化，制定各板塊進(jìn)出水平衡，并與成本低、運(yùn)行方便、滿(mǎn)足不同廢水處理需求特點(diǎn)的污水處理工藝和滲透膜技術(shù)相結(jié)合，形成了新型的水經(jīng)濟(jì)循環(huán)利用集成工藝，實(shí)現(xiàn)了水資源綜合利用[2]。

3.1 技術(shù)原理

通過(guò)能量的梯級(jí)利用，水資源的合理分析優(yōu)化，對(duì)反應(yīng)熱尾氣通過(guò)換熱設(shè)備進(jìn)行冷凝回收，通過(guò)水質(zhì)綜合分析系統(tǒng)，針對(duì)各類(lèi)回收物特性，采用不同的處理方式，將回收液中有效元素制備提取，液體采用污水處理工藝及滲透膜處理技術(shù)后進(jìn)行循環(huán)利用。

3.2 工藝流程

工藝流程如圖1 所示。通過(guò)能量的梯級(jí)利用，將原材料烘干過(guò)程和物料反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的水資源經(jīng)過(guò)尾氣處理系統(tǒng)，將尾氣中的余熱進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用，冷凝液體進(jìn)行回收，結(jié)合自身產(chǎn)品特性加入相關(guān)物料有效提取液體中的元素，進(jìn)行分離后將液體進(jìn)行循環(huán)利用；生產(chǎn)系統(tǒng)所有污水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)回收后通過(guò)污水處理站處理工藝及滲透膜處理后，進(jìn)行循環(huán)利用；蒸汽冷凝水通過(guò)管網(wǎng)收集，進(jìn)行沉淀、吸附、過(guò)濾后，通過(guò)回用技術(shù)最大限度地利用冷凝水的熱量，節(jié)約用水，節(jié)約燃料。

圖1 流程簡(jiǎn)圖

3.3 水資源經(jīng)濟(jì)循環(huán)利用集成工藝在生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用

采取“初期辨識(shí)—區(qū)域歸集—廢水分類(lèi)—綜合處理—循環(huán)利用”的方法。

3.3.1 初期辨識(shí)

（1）各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)分析，針對(duì)生產(chǎn)特點(diǎn)辨識(shí)區(qū)分生產(chǎn)過(guò)程中物料反應(yīng)產(chǎn)生的水，生產(chǎn)排放的污水，系統(tǒng)冷凝回收廢水。

（2）各系統(tǒng)蒸汽間接加熱后蒸汽冷凝水，辦公系統(tǒng)采暖后蒸汽冷凝水。

（3）水處理后產(chǎn)生的高鹽廢水。

（4）在保障安全用水及消防用水的前提下，將各生產(chǎn)單元多源頭補(bǔ)水改為單點(diǎn)定位補(bǔ)水，針對(duì)各系統(tǒng)內(nèi)部水平衡只設(shè)一個(gè)終點(diǎn)補(bǔ)水口，統(tǒng)一安裝計(jì)量設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)量，做到從源頭把控合理高效的用水。

3.3.2 區(qū)域歸集

綜合利用現(xiàn)有廠區(qū)條件收集池、總排污管線歸納統(tǒng)一收集。

3.3.3 廢水分類(lèi)

生產(chǎn)及回收廢水統(tǒng)一回收至污水處理站收集池；蒸汽冷凝水根據(jù)區(qū)域劃分進(jìn)行統(tǒng)一回收；高鹽水收集蒸發(fā)濃縮。

3.3.4 綜合處理

結(jié)合水質(zhì)分析結(jié)果，對(duì)有效元素進(jìn)行深度處理，并通過(guò)過(guò)濾回收利用，濾液進(jìn)行系統(tǒng)回用。生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)污水處理技術(shù)進(jìn)行處理，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后采用中水循環(huán)回用。

3.3.5 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)分析情況

（1）廢水水質(zhì)分析結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1 廢水水質(zhì)分析結(jié)果

（2）蒸汽冷凝水水質(zhì)分析結(jié)果，見(jiàn)表2。

表2 蒸汽冷凝水水質(zhì)分析結(jié)果

（3）處理后廢水檢測(cè)結(jié)果，見(jiàn)表3。

表3 處理后廢水檢測(cè)結(jié)果

4 技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 技術(shù)關(guān)鍵

（1）含水原料烘干水份及天然氣燃燒水份冷凝回收。

（2）生產(chǎn)系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水的回收利用，收集化學(xué)反應(yīng)生成水，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)。

（3）反應(yīng)尾氣余熱二次利用，提高反應(yīng)原料HF氣體溫度，提高系統(tǒng)反應(yīng)效率。

（4）對(duì)廢水中的有效元素進(jìn)行回收利用，將廢水變廢為寶創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并能很好的作為系統(tǒng)補(bǔ)充水進(jìn)行回用，達(dá)到節(jié)水的目的。

（5）通過(guò)源頭治理，采取循環(huán)—處理—循環(huán)的方式，實(shí)現(xiàn)水的經(jīng)濟(jì)高效閉路循環(huán)模式，將節(jié)水與減排有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置污水零排放，降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

（6）污水站處理中水用于生產(chǎn)系統(tǒng)降溫補(bǔ)水和冷卻爐補(bǔ)水，可以提高系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)效率，減少運(yùn)行過(guò)程中富集問(wèn)題，提高設(shè)備降溫效果，保障設(shè)備使用壽命。

（7）水系統(tǒng)閉路循環(huán)，提高水的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，降低一次水使用量，實(shí)現(xiàn)管路循環(huán)[3]。

4.2 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）引進(jìn)化學(xué)元素概念，將企業(yè)生產(chǎn)裝置按照化學(xué)元素對(duì)待，從元素著手，提高元素利用率，從而實(shí)現(xiàn)收益最大化。

（2）生產(chǎn)過(guò)程中原料及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的水分，作為節(jié)水技術(shù)重點(diǎn)，將“無(wú)形水”轉(zhuǎn)換為有形水，真正實(shí)現(xiàn)水資源源頭把控。

（3）水的經(jīng)濟(jì)循環(huán)綜合利用，核心在于水的高效、優(yōu)質(zhì)循環(huán)利用，遵循水“優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，低質(zhì)低用”的原則，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用水閉路循環(huán)，讓循環(huán)水真正地循環(huán)起來(lái)，保障生產(chǎn)設(shè)施高效運(yùn)行。

5 結(jié)論

當(dāng)前，水資源經(jīng)濟(jì)循環(huán)利用集成工藝的應(yīng)用，對(duì)于企業(yè)水資源的開(kāi)發(fā)利用具有良好的效果，因此未來(lái)具有很大的發(fā)展空間。具體來(lái)說(shuō)，發(fā)展趨勢(shì)包括以下三點(diǎn)：第一，可以有效對(duì)企業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合診斷，全面掌握生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)重要因素，配套各種傳統(tǒng)的處理工藝特點(diǎn)，對(duì)各種工藝進(jìn)行技術(shù)融合，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)和創(chuàng)新，進(jìn)一步提高水資源綜合利用效率；第二，設(shè)備簡(jiǎn)單，以原有生產(chǎn)裝置為主體，結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)和建造上會(huì)更加緊湊，從而減少占地面積，提高靈活性；第三，設(shè)備的運(yùn)行采用現(xiàn)代信息技術(shù)，促使處理工藝向著集中化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，增強(qiáng)綜合使用性能。

綜上所述，水資源經(jīng)濟(jì)循環(huán)利用集成工藝具有諸多優(yōu)點(diǎn)，包括水資源的綜合利用、有效元素的回收利用。另外，該工藝技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，可以有效針對(duì)各個(gè)企業(yè)工藝過(guò)程進(jìn)行診斷分析，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊設(shè)備、工藝技術(shù)融合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)提高系統(tǒng)運(yùn)行。