我國煤化工現行項目在節水減排方面存在諸多問題待解決。不少業內專家認為,通過技術創新和系統優化,破解我國現代煤化工節水減排瓶頸,已是“十三五”期間行業發展的當務之急。據了解,目前我國正在積極組織攻關,開發現代煤化工廢水污染物控制技術。不過,不少新技術還有待進一步完善和驗證。
“節水減排是現代煤化工發展的重要方向。水的問題,說白了還是資金問題。特別是酚氨廢水,一個年產40億立方米的煤制天然氣項目,進口一套酚氨廢水處理裝置,就需要投資8億元。這讓已經遭遇困境的現代煤化工壓力很大。”中國化學工程集團公司總工程師汪壽建近日表示。
2015年12月,環保部發布《現代煤化工建設項目環境準入條件》(以下簡稱《準入條件》)提出,現代煤化工要遵循更嚴格的節水標準和廢水排放標準,不僅要強化節水措施,廢水(包括含鹽廢水)排放也應滿足相關污染物排放標準要求。
不少業內專家認為,通過技術創新和系統優化,破解我國現代煤化工節水減排瓶頸,已是“十三五”期間行業發展的當務之急。
現行項目諸多問題待解決
參與《準入條件》起草的大唐克旗煤制天然氣項目環保總監劉志學表示:“按照《準入條件》的要求,目前已經投運的一些現代煤化工項目,在節水減排方面還存在諸多問題有待解決。一是跨界發展現象普遍,缺乏專業化管理團隊;二是蒸發塘使用不當、惡臭氣體逸散擾民、大量固廢無法消化;三是項目周邊普遍缺乏納污水體,試車過程中大量清潔下水無出路;四是高COD、高含鹽廢水難處理,大量雜鹽無法有效利用,一個40億立方米/年煤制天然氣項目每年產生5萬~8萬噸雜鹽。”
據了解,高濃度有機廢水主要來源于煤氣化工藝廢水,其特點是含鹽量低、污染物以COD為主。一般COD含量在2000毫克/升以上,有的工段甚至超過10000毫克/升。很多廢水BOD與COD的比值小于0.3,這類廢水處理后仍難以達標,給周圍環境造成不良影響。
據劉志學介紹,目前現代煤化工廢水處理問題主要表現在4個方面。首先,行業對廢水處理技術重視程度不夠。個別研究機構只對某個單元技術研究較深,缺乏全流程專業研究機構,未能形成統一認識。其次,一些項目對廢水處理不重視,單純為過環評而環評,盲目夸大廢水處理效果,掩蓋某些技術缺陷,與實際工程不符。再次,行業對廢水處理技術的交流較少,一些有現場運行經驗的技術人員不愿意多講困難。最后,部分單元缺乏行業標準。項目發展經常遇到“無法可依”,比如生化污泥焚燒和雜鹽提純后的產品標準等。
“煤化工廢水結晶出來的雜鹽因含有有機物及微量重金屬而被劃定為危險固廢,這些雜鹽應全部得到利用或安全處理。而目前雜鹽分質資源化利用技術還處于攻關階段,下游產品標準也存在不適用等制約。應高度關注高鹽廢水有效處置措施和技術的使用。”汪壽建如是說。
高鹽水處理缺乏系統優化銜接
目前,煤化工廢水處理工藝大致劃分為預處理、生化處理、含鹽廢水回用、高鹽水處理4個工藝單元。高鹽水處理單元是技術難點,雖然技術種類多,但穩定運行的不多。
“下一步重點工作是篩選核心技術,在試驗驗證的基礎上優化集成,探索雜鹽減量化、資源化新途徑。廢水處理單元是一個復雜的系統工程,涉及了多項水處理技術,運行過程中要重視全系統全流程的優化和銜接,特別要重視水量動態平衡,避免系統沖擊。關鍵是重視源頭治理,從化工工藝上減少污染物的帶入,對廢水進行分類收集、分質處理已成為廢水處理的先決條件。”劉志學認為,做好煤化工企業的節水減排工作,應從系統的角度考慮水的有效利用,將煤化工企業的全部用水部門當成一個整體水網絡來優化,考慮如何分配各用水單元的水量和水質,使水的重復利用率達到最大,同時廢水排放量達到最小。
據介紹,煤化工節水減排的過程系統工程方法是:水平衡測試—水網絡系統集成優化—外排污水深度處理回用。水平衡測試是基礎,通過加強完善校對計量儀表,做好全廠水平衡測試,計算用水技術經濟指標,對比自身企業用水水平與先進水平的差距,將最容易挖潛的節水潛力挖到手;水網絡系統集成優化是關鍵,利用“水夾點”方法逐級利用水質,合理配置水源和水阱,降低新鮮水用量,從而使配水量也大幅下降;外排污水深度處理回用是最后一步,經過前兩步的處理污水排出量已大為減少,對于不得不從末端排出的污水,通過污水深度處理等手段進行處理,使其達到回用標準,再返回系統中使用。這一步的特點是設備投資大,投資回報周期長。
污染物控制新技術有待驗證
據業內專家介紹,目前我國正在積極組織攻關,開發現代煤化工廢水污染物控制技術。不過,不少新技術還有待進一步完善和驗證。
以魯奇爐氣化工藝為例,煤中的輕質組分在氣化過程中轉化為煤氣外,還有焦油、酚、氨、烷烴類等物質與煤氣同時產生,絕大部分進入煤氣水中,是典型的高濃度難降解有機廢水。對此,由哈爾濱工業大學研發的專門處理魯奇爐、BGL爐以及低溫裂解爐等產生的高濃度酚氨廢水組合處理技術(EBA工藝),通過提高廢水可生化性、降低廢水毒性、提高污泥活性等措施,使高濃度酚氨廢水處理出水滿足回用水的標準。
湖北一家化企還開發出閉式空冷循環水冷卻水節水技術。閉式空冷循環冷卻水系統用軟水或除鹽水充當冷卻水,吸收換熱設備熱量。軟水在閉式循環系統中循環使用,不與外界空氣接觸,完成吸熱和放熱的熱量傳遞過程。該工藝替代傳統的工業循環冷卻水系統,以節水型水膜式空冷器或聯合式空冷器代替涼水塔,既保證冷卻水溫度能滿足各項工藝要求,還可節水,減少管道設備結垢,延長設備使用壽命。
此外,濃鹽水分鹽結晶處理綜合利用技術可能為高濃鹽水綜合利用提供了一條路徑。高濃度鹽水多級蒸發結晶為雜鹽的技術在中煤圖克的化肥項目上得到了驗證,但這種雜鹽的綜合利用目前還存在問題。
“結晶分鹽、綜合利用技術,通過分步結晶的方式分離出氯化鈉、硫酸鈉,以及如何處理濃鹽水中的有機物等雜質,其分步結晶的效果尚無實驗數據驗證。而且目前我國氯化鈉、硫酸鈉的產品質量標準并不適用于工業廢水制鹽,還需要進行充分論證和中試實驗。”汪壽建介紹說。
標簽:煤化工 節水減排
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