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煤化工高盐废水分质盐零排放技术的运行效果研究

楼主:煤炭深加工现代煤化工 时间:2018-10-02 11:31:00

煤化工高盐废水分质盐零排放技术的运行效果研究

赛世杰,党平,刘慧,王俊辉

(内蒙古久科康瑞环保科技有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000


    我国煤炭资源相对丰富、地理分布广泛。近些年,随着国家西部大开发战略的实施,煤化工行业得到了迅速发展。然而,煤化工行业具有耗煤量大、耗水量大、排污量大的特点,且我国的煤炭资源与水资源呈逆向分布,煤炭资源丰富的西北部地区多为干旱地区,水资源稀缺[1]。因此,水资源的过度使用和破坏被认为是煤化工行业所面临的最严重的环境问题[2]

    近年来,一些地方相继颁布了严格的废水排放标准,实现“废水零排放”的目标,已经成为煤化工行业发展的自身需求和外在要求[3]

煤化工高盐废水主要来源于煤气净化过程中煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等[3]。目前,通常采用各种组合工艺对高盐废水进行深度处理,从而实现高盐废水的“零排放”目标。

    然而,目前常用的“零排放”技术多为“混盐零排放”,仅实现了废水的零排放,而最终产出的结晶盐是混合杂盐。这些杂盐不仅不能回收利用,更是被定义成危险废物,大大增加了处理处置的成本与难度。如果处置不当,很容易对周围环境带来二次污染的风险。

    由此可见,开发“分质盐零排放”技术,在实现废水零排放的同时,将高盐水中的氯化钠和硫酸钠分离出来并加以资源化回收利用,是当前煤化工高盐废水处理的趋势所在。

    因此,本文通过搭建煤化工高盐废水分质盐零排放中试装置并进行连续稳定运行,以进一步对中试装置的运行效果进行分析研究,为今后分质盐零排放技术的工程化应用提供数据支撑。

 

1 试验部分

1.1 试验装置

    本试验搭建进水量为10m3/h的中试装置,以某煤化工企业中水回用系统产生的浓盐水为原水,采用多种组合处理工艺,实现废水的零排放以及产品水和产品盐的达标回用。中试装置整体水回收率大于98%,结晶盐产率大于85%。工艺流程如图1所示。


1 中试装置工艺流程图

 

1.2 试验原理

    浓盐水经软化沉淀池和浸没式超滤处理去除硬度、碱度、硅、悬浮物等杂质,再经浓水反渗透浓缩脱盐,反渗透水回收率约为80%;反渗透浓水经离子交换器深度软化处理,然后进入高压纳滤系统进行初步分盐。

    纳滤膜是一种允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的功能性的半透膜[4]。一般而言,一价阴离子(如Cl-)的盐可以透过膜,但多价阴离子(如SO42-)的盐的截留率则很高[4]。纳滤膜的这种现象称为“道南(Donnan)效应”。经纳滤膜截留后,硫酸根几乎全部留在浓水侧,截留率高达97%以上;纳滤进水压力为30~35bar,水回收率为65%~70%

    同时,纳滤膜对有机物的截留率高达85%以上,从而使浓水侧有机物浓度升高,故设置高级氧化去除有机物和降低色度,以保证结晶盐的纯度和白度。纳滤产水经高压平板膜浓缩后进入单效蒸发器产出氯化钠和少量杂盐;高级氧化出水经高压平板膜浓缩后进入三效蒸发器和冷冻结晶器进行最终分盐产出硫酸钠和氯化钠。

     对于煤化工高盐废水而言,水中Na+Cl-SO42-的总和占溶解性总固体(TDS)的比例通常大于90%。因此,煤化工高盐废水蒸发结晶分盐的产品主要是氯化钠和硫酸钠。根据三元水盐体系(salt-water system)相图[5],通过控制蒸发温度、压力和料液浓度等参数,可以实现对硫酸钠和氯化钠的分别蒸发结晶。

1.3 试验方法

    中试装置进水来自中水回用系统的浓盐水,系统调试稳定后,连续运行10天并对产品水、氯化钠和硫酸钠产品盐取样化验,化验频率为每日1次。

产品水的取样方法为每间隔6小时取样1次,每日取样4次,每次取样250ml,将4次样品混合均匀后进行化验。

氯化钠和硫酸钠产品盐的取样方法为每间隔12小时取样1次,每日取样2次,每次取样100g,将两次样品混合均匀后进行化验。

 

2 结果与讨论

2.1 浓盐水

     中试装置连续运行期间,浓盐水各项水质指标浓度如表1所示。

1 浓盐水各水质指标浓度(单位:mg/L

序号

指标

平均值

最大值

最小值

1

溶解性总固体(TDS

8672.0

9600.0

7860.0

2

生化需氧量(CODCr

68.4

84.6

42.1

3

氯离子(Cl-

1710.0

2020.0

1470.0

4

硫酸盐(SO42-

2910.0

3320.0

2480.0

5

氨氮(以N计)

4.2

7.4

2.3

6

总硬度(以CaCO3计)

2283.4

4028.3

1451.3

7

硅(以SiO计)

65.1

80.0

43.3

 

2.2 产品水

中试装置连续运行期间,产品水各项水质指标浓度如图2~4所示。


2 产品水溶解性总固体(TDS)浓度


3 产品水CODCrCl-SO42-浓度和总硬度


4 产品水氨氮和二氧化硅浓度

    由图可知,中试装置连续运行期间,产品水TDSCODCrCl-SO42-、总硬度、氨氮和二氧化硅各指标的平均浓度分别为441.0mg/L9.8mg/L131.4mg/L47.1mg/L35.7mg/L0.8mg/L1.0mg/L,各项指标浓度均能够稳定达到《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中的“敞开式循环冷却水系统补充水”标准,达标率100%

 

2.3 产品盐

2.3.1纯度

氯化钠和硫酸钠产品盐纯度(折干基)如图5所示。


5 氯化钠和硫酸钠产品盐纯度

    可以看出,氯化钠平均纯度高达99.7%,可以达到《工业盐》(GB/T 5462-2015)中的“精制工业干盐优级”标准,达标率100%;无水硫酸钠平均纯度为98.2%,可以达到《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中的“类一等品”标准,达标率70%,达到“类合格品”标准的达标率为100%


2.3.2 硫酸根离子或氯化物含量

    氯化钠产品盐中的硫酸根离子含量和硫酸钠产品盐中的氯化物(以Cl计)含量如图6所示。


6 产品盐中硫酸根离子或氯化物含量

可以看出,氯化钠中平均硫酸根离子含量为0.14%,可以达到《工业盐》(GB/T5462-2015)中的“精制工业干盐优级”标准,达标率100%;无水硫酸钠中平均氯化物含量为0.55%,可以达到《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中的“类一等品”标准,达标率70%,达到“类合格品”标准的达标率为100%


2.3.3 钙镁离子含量

氯化钠和硫酸钠产品盐中的钙镁离子含量如图7所示。


7 产品盐中钙镁离子含量

    可以看出,氯化钠中平均钙镁离子含量为0.03%,可以达到《工业盐》(GB/T5462-2015)中的“精制工业干盐优级”标准,达标率100%;无水硫酸钠中平均钙镁离子含量为0.06%,可以达到《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中的“类一等品”标准,达标率90%,达到“类一等品”标准的达标率为100%


2.3.4 水不溶物含量

    氯化钠和硫酸钠产品盐中的水不溶物含量如图8所示。


8 产品盐中水不溶物含量

     可以看出,氯化钠中平均水不溶物含量为0.07%,可以达到《工业盐》(GB/T5462-2015)中的“精制工业干盐一级”标准,达标率80%,达到“精制工业干盐二级“标准的达标率为100%;无水硫酸钠中平均水不溶物含量为0.10%,可以达到《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中的“类一等品”标准,达标率60%,达到“类合格品”标准的达标率为100%

综上可知,中试装置产出的氯化钠产品盐可以100%达到《工业盐》               (GB/T5462-2015)中的“精制工业干盐二级”标准,其主要制约项目为水不溶物,除水不溶物外其他各项指标均可100%达到“精制工业干盐优级“标准;无水硫酸钠产品盐可以100%达到《工业无水硫酸钠》(GB/T6009-2014)中的“类合格品”标准,各项指标平均值均可达到“类一等品”标准,但都不能100%达标。

 

3 结论

通过以上中试试验结果与讨论,可以得出以下结论:

    (1)中试装置产品水水质优良,各项水质指标均能100%达到《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中的“敞开式循环冷却水系统补充水”标准。

    (2)氯化钠产品盐各项指标可以100%达到《工业盐》(GB/T 5462-2015)中的“精制工业干盐二级”标准,除水不溶物外其他各项指标均可100%达到“精制工业干盐优级“标准。

    (3)无水硫酸钠产品盐各项指标可以100%达到《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009-2014)中的“类合格品”标准。

    (4)中试装置对煤化工高盐水具有很好的处理效果,完全可以实现工业废水的零排放以及产品水和产品盐的资源化利用目标。

转自:《煤炭加工与综合利用》杂志2017年04期,作者为:内蒙古久科康瑞环保科技有限公司,赛世杰,党平,刘慧,王俊辉。


第四届全国煤化工水处理技术发展整体解决方案专题论坛

—­­­《煤化工副产结晶盐的标准》制定工作研讨会

鄂尔多斯煤化工环保治理对接洽谈会


 已确认参会单位(截止4月25日)

     陕煤化神木煤化工产业有限公司

     神木富油能源科技有限公司

     陕西东鑫垣化工有限公司

     神木能源发展有限公司

     神木泰和煤化工有限公司

     神木天元化工有限公司

     中煤鄂尔多斯能源化工有限公司

     内蒙古金石镁业有限公司

     山东思源净水科技有限公司

     美国海德能公司

     普罗生物技术(上海)有限公司

     北京建工金源环保科技股份有限公司

     北京桑德环境工程有限公司

     湖北绿盟环保科技发展有限公司

     巴安水务

     北京汇清源水务科技有限公司

     通用电气水处理

     英国FLYGER费莱戈阀门上海代表处


     内蒙古久科康瑞环保科技有限公司

     鄂尔多斯市人民政府

     内蒙古自治区科技厅

     鄂尔多斯市环境保护局

     石油和化学工业规划院

     环保部环境工程评估中心

     环保部固体废物与化学品管理中心

     中盐技术研究院盐化综合利用研发中心

     天津科技大学

     中国石化长城能化公司

     中国石化北京化工研究院

     神华煤制油化工公司

     中国中煤集团

     北京国电富通科技有限公司

     中海油鄂尔多斯化工有限责任公司

     河北建投鄂尔多斯化工有限责任公司

     华星新能源鄂尔多斯化工有限责任公司

     新蒙能源化工有限责任公司

     内蒙古汇能鄂尔多斯煤制气有限责任公司

     北控集团鄂尔多斯化工有限责任公司

     兖矿荣信化工有限责任公司

     道达尔中电投工鄂尔多斯有限责任公司

     神华鄂尔多斯煤化工有限责任公司
     中华煤制气鄂尔多斯易高有限责任公司
     内蒙古黄陶勒盖化工有限责任公司
     昊华国泰有限责任公司
     鄂尔多斯久泰能源有限责任公司
     开滦化工有限责任公司
     中天合创有限责任公司
     中煤集团蒙大新能源有限责任公司
     中煤集团鄂尔多斯图克化工有限责任公司
     中煤远兴化工有限责任公司
     新奥能源有限公司
     鄂尔多斯西北能源化工公司
     天润化肥有限公司
     神华大路电解铝有限责任公司
      伊东东华能源有限公司

      鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司

      鄂尔多斯市新杭能源有限公司

      西部新时代能源投资股份有限公司

      鄂尔多斯市乌审旗世林化工有限责任公司
      国电内蒙古晶阳能源有限公司
      内蒙古双欣环保材料股份有限公司
      内蒙古中谷矿业有限责任公司
      鄂尔多斯装备制造基地
      阿康物流园区(空港物流园区)
      达拉特经济开发区
      大路煤化工基地
      独贵塔拉工业园区
      鄂托克经济开发区
      蒙西高新技术产业园区
      上海庙经济开发区
      准格尔经济开发区
      圣圆煤化工基地
      苏里格经济开发区
      纳林河工业园区
      合众高科(北京)环保技术股份有限公司    

      北京东方纪元水务工程有限公司    

       西安蓝晓科技新材料股份有限公司    

       西安聚方环境科技有限公司    

       普拉克环保系统(北京)有限公司    

       浙江开创环保科技有限公司    

       内蒙古蒙环天一环保科技有限公司    

       山东山大华特科技股份有限公司    

       沈阳环境科学研究院    

       徐州天本科技有限公司    

       博天环境集团股份有限公司    

       扬州佳境环境科技股份有限公司    

       烟台金正环保科技有限公司    

       中汇金源(北京)科技发展有限公司
       上海同济建设有限公司    

       中科国益环保工程有限公司    

       北京京润新技术发展有限公司    

       神华集团北京低碳所    

       杭州英普环境技股份有限公司    

       北京清大国华    

       上海中州特种合金    

       河南黎明重工    

       北京纬纶华业环保股份有限公司    

       北京朗新明环保科技有限公司    

       中科清能燃气技术(北京)有限公司    

       麦王环境技术股份有限公司    

       北京沃特尔水处理技术股份有限公司    

       北京今大禹

        神华宁煤集团    

        威立雅(中国)环境服务有限公司    

        纳诺斯通水务(Nanostone  Water, Inc.) 

        北京龙成慧能科技有限公司    

        南京瑞宜恒环境科技有限公司    

        内蒙古恒坤化工有限公司        

        湖北三里枫香科技有限公司

        上海缘脉实业有限公司

        上海华信国惠环保科技有限公司  

        山东能源    

        杭锦旗亿嘉环境治理有限公司    

        纳尔科(中国)环保技术服务有限公司    

        石家庄鼎威化工设备工程有限公司     

        Evoqua懿华水处理技术公司    

        杜尔涂装系统工程(上海)有限公司     

        西安超滤环保科技股份有限公司     

        山西省孝义市梧桐煤化工园区管理委员会    

        深圳能源    

        GE    

        厦门大学    

        上海泓济环保    

        辽宁东大粉体    

        香港正昌    

        上海安居乐    

         航天长征化学工程股份公司

        

  ..............更新中

大会亮点

    紧跟政策、助力行业发展     

政府支持、权威机构主办

    模式创新、引导产业方向    

     品牌提升、拓展服务空间    

大会宗旨 

     发布专业的水处理技术        

 解析典型环保工程案例    

探索适用的副产盐标准   

确定合理的结晶盐技术   


时间地点

  时间:2017年5月8日-10日,8日全天报到

  地点:鄂尔多斯博源豪生大酒店(0477-8138888

  地址:内蒙古鄂尔多斯市东胜区鄂托克西街(党政大楼西侧)


组织机构

   主办单位:中国煤炭加工利用协会

               中国环境科学学会

               中国新型煤化工绿色发展联盟(筹)

   承办单位:久科康瑞环保科技有限公司

   协办单位:征集中

   支持单位:鄂尔多斯市环境保护局

初步日程

   5月8日    全天报到

   5月9日全天—10日上午

     第四届全国煤化工水处理技术发展与整体解决方案专题论坛

        中国煤炭工业协会相关领导致辞

        鄂尔多斯市   祁毕西勒图副市长致辞

        内蒙古久科康瑞环保科技有限公司  李战胜董事长致辞

   5月9日晚  

       久科康瑞环保科技有限公司欢迎晚宴

   5月10日下午

     上半场:

    煤化工企业环保治理技术对接洽谈会

      下半场:   

     《煤化工副产结晶盐标准》详细介绍讨论


已确定会议内容及演讲专家

    第四届全国煤化工水处理技术发展与整体解决方案专题论坛

    煤炭深加工“十三五”规划解读与近期发展动态

     报告人:石油和化学工业规划院  白颐副院长

     日趋严格环保新政下的煤化工发展思路及《煤化工副产结晶盐标准》编制说明

     报告人:环保部环境工程评估中心石化部主任助理 刘志学高工

     煤化工固体废弃物的处置与资源化利用

     报告人:中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所  刘玉强

     新型煤化工蒸发及结晶运行经验及故障排除

     报告人:天津科技大学沙作良教授

     最新煤化工结晶盐标准研究成果和潜在用途分析

     报告人:中盐技术研究院盐化综合利用研发中心张仂副主任

     煤化工污水实用技术浅谈

     报告人:中国石化北京化工研究院教授级高工  刘正

     神华包头烯烃项目分盐中试装置实际应用技术介绍

     报告人:神华煤制油化工公司魏江波高级主管
     四维高级氧化技术在高浓盐水处理上的应用及案例分析 

     报告人: 山东山大华特科技股份有限公司孙国鹏技术经理

     陶瓷膜及高压反渗透膜在煤化工中水回用及零排放中的应用

     报告人:纳诺斯通水务公司(Nanostone Water,Inc.)金庆西销售总监
     煤化工污水整体解决方案中的关键技术

     报告人:北京沃特尔水处理技术股份有限公司市场总裁 韩勇涛
     双膜片压滤机在污泥减量、干化以及离心机在黑水处置上的应用 

     报告人:中汇金源(北京)科技发展有限公司 王政方总经理
     Hi-SOT、MCR等技术在煤化工废水零排放中的应用 

     报告人: 博天环境集团股份有限公司俞彬

     高含盐化工废水分质盐资源化技术与工程应用

     报告人:内蒙古久科康瑞环保科技有限公司

     含有机物高盐废水零排放技术应用

     报告人:北京国电富通科技有限公司

     煤制油高含盐废水分质洁净技术及副产结晶盐品质分析

     报告人:内蒙古伊泰煤制油化工公司 刘艳梅

     高含盐化工废水的蒸发浓缩及工业盐分质结晶

     报告人:石家庄鼎威化工设备有限公司营销总监刘彩娟高工

     高盐废水解决方案及典型案例

     报告人:麦王环境技术股份有限公司

     普罗生物技术在煤化工环保领域的应用

     报告人: 普罗生物技术(上海)有限公司


  煤化工企业环保治理技术对接洽谈会 

    气化细粉灰循环流化床高效燃烧再利用技术及其工业化应用

    报告人:中科清能燃气技术(北京)有限公司副总工程师刘嘉鹏博士

    煤化工行业VOCs治理技术分析

    报告人:上海安居乐环保科技股份有限公司郑承煜总经理

    烟气的干法脱硫脱硝协同新工艺

    报告人:上海华信国惠环保科技有限公司

   

会议背景

       为贯彻落实国家《“十三五”生态环境保护规划》,解决当前我国新型煤化工环保领域的关键难题和制约“最后一公里”的环保问题,推进我国“十三五”时期新型煤化工绿色健康发展,中国煤炭加工利用协会、中国新型煤化工绿色发展联盟(发起单位:环保部环境工程评估中心)定于2017年5月8-10日在内蒙古鄂尔多斯市召开“第四届全国煤化工水处理技术发展与整体解决方案专题论坛”。论坛将针对我国煤化工水处理技术发展整体解决方案及核心技术进行研讨外,还将介绍《煤化工副产结晶盐的标准》编制的有关情况。目前,该《标准》在神华、中煤、大唐、伊泰、陕煤化、国网研究院等单位的大力支持下,已基本完成初稿。为保证《标准》的全面性、可行性及实用性,会上将邀请一线煤化工园区、煤化工企业、技术装备研发单位共同讨论。

        本次论坛将邀请相关职能部门、科研院所、环保技术研发及设计单位、煤化工企业等领导、专家、技术管理人员等到会,共同探讨先进的废水处理方案,交流成熟的废水处理经验,研究合理的杂盐处置方案,尤其是将针对煤化工水处理中的分盐问题,以推动煤化工废水处理技术水平的提升,解决实际生产中的难题,形成煤化工绿色、健康、可持续发展的新局面。

  

其他事宜


    1、会议收取会务费3200元/人,会员单位2800元/人,住宿及交通费用自理;洽谈展示9800元/单位(含参会费用及交流洽谈展位、发放资料、摆放易拉宝、会刊宣传等费用)。4月30日前办理汇款的代表赠送价值1680元的《中国煤炭深加工产业发展报告(2016版)》或《煤化工废水处理技术发展报告》一部。

     2、会议将编辑《第四届全国煤化工水处理技术发展与整体解决方案专题论坛论文集》,并择优安排会议宣讲或刊载在《煤炭加工与综合利用》期刊杂志上(国内刊号:ISSN 1005-8397,国际刊号:CN11-2627/TD)。欢迎各专家、技术管理人员提交与上述议题有关的论文,并于4月30日前发送至zmxmhg@163.com 邮箱。如需刊登广告请与会务组联系。

    3、联系人及联系方式:

联系人:冯晓培、朱永光、杨芊

电   话:010-8290898,64285340,84275379

传    真:010-84290898,84275379

电子邮箱:zmxmhg@163.com

手机微信:18601201261,15092678599


往届回顾


会议文件


重点推荐:

       内蒙古久科康瑞环保科技有限公司成立于2010年,是专业从事环境治理的综合服务商,尤其在高含盐工业废水资源化与零排放领域取得重大突破。公司现拥有水、气、固、生态工程设计和水污染治理工程总包资质,通过了三大管理体系的认证,是国家高新技术企业、内蒙古环保协会的会长单位。

       公司拥有内蒙古首家环境治理院士专家工作站、国家水中心西北中心、内蒙古煤化工废水处理与资源化工程技术研究中心三大支持平台。与中国工程物理研究院、中国航天科技集团、中国兵器工业集团、澳大利亚科学院、同济大学、内蒙古大学等20多家科研院所建立了战略合作。

       公司自主开发的“高含盐废水两级分盐零排放”的全工艺技术已申请了30多项专利,整体工艺先后通过内蒙古科技厅和中国环境科学学会的科技成果鉴定,评定为达到国内领先水平。是第一个具有实际工程应用的高盐水分盐零排放技术。工程业绩有鄂尔多斯集团棋盘井工业园区、亿利资源集团独贵塔拉、神华包头烯烃浓盐水水回用与分质盐资源化项目等,以及各类技术工艺中型试验项目。

       凭借先进的技术、科学的管理,经过6年多的发展,已形成涵盖环保设备研发、制造,水、气、固环保工程咨询、设计、建设、运营的全链条服务体系,成为行业领军的环境治理综合服务商。


中国散煤清洁利用与雾霾防治大会6月21日将在陕西神木召开



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