廢水近零排放分鹽技術(shù)可產(chǎn)出硫酸鈉、氯化鈉進(jìn)行資源化利用,減少外排固廢量,創(chuàng )造環(huán)境友好煤化工項目。結合中安煤化污水場(chǎng)項目從廢水水質(zhì)特征、分鹽工藝選擇、污染因子、結垢因子、特征因子的控制、長(cháng)周期穩定運行等方面探討了廢水近零排放分質(zhì)結晶技術(shù)的工業(yè)化應用。
01 滲排型透水鋪裝徑流控制
1.1 項目背景
中安180萬(wàn)m3/年煤制烯烴項目是由中國石化和皖北煤電各出資50%建立的煤化工企業(yè)。該項目地處淮河流域,環(huán)境影響敏感,環(huán)評及批復要求本項目污水全部回用不得外排。主要工藝單元有煤氣化、變換、低溫甲醇洗、硫磺回收、甲醇制烯烴(MTO)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等裝置,配套公用工程單元有凈水場(chǎng)、循環(huán)水場(chǎng)、動(dòng)力站、化水站、凝結水回收單元、配套罐區、火炬等設施。處理的廢水主要為煤氣化廢水、煤制烯烴排水及下游化工裝置,公用工程單元排水??傮w設計階段廢水近零排放技術(shù)方案采用蒸發(fā)結晶產(chǎn)混鹽方案,2014年基礎設計審查時(shí),業(yè)主首次提出廢水分鹽近零排放思路,減少混鹽作為固體廢物外排量,處理后廢水全部回用至循環(huán)水場(chǎng)或化水站,蒸發(fā)結晶產(chǎn)出硫酸鈉、氯化鈉資源化利用,少量雜鹽外運。當時(shí)國內廢水近零排放分鹽技術(shù)尚處在一個(gè)起步階段,國外此類(lèi)技術(shù)需求較少,市場(chǎng)上缺少成熟技術(shù),煤化工廢水直接分鹽近零排放缺少成熟的工業(yè)化應用案例,部分新建和在運煤化工企業(yè)剛剛開(kāi)始關(guān)注廢水近零排放分鹽技術(shù)路線(xiàn)。2017年底決定立足自主研發(fā),組建了由設計單位:中國石化工程建設有限公司(SEI)、研究單位:北京化工研究院和大連石油化工研究院,業(yè)主單位:中安聯(lián)合共同組成的“十條龍科研攻關(guān)”課題組,在SEI提出的工藝流程基礎上共同開(kāi)發(fā)煤化工廢水近零排放分鹽技術(shù),最終形成中石化自有知識產(chǎn)權工藝包,并在中安項目配套污水處理場(chǎng)實(shí)現近零排放分鹽技術(shù)的工業(yè)化應用。
1.2 主要污水來(lái)源及系列劃分
根據中安項目各裝置排水的水質(zhì)及廢水處理后回用的要求,將污水處理場(chǎng)劃分為生產(chǎn)廢水處理、含鹽廢水處理、清凈廢水處理和高鹽水處理四個(gè)系列。
生產(chǎn)污水處理系列設計規模400 m3/h,來(lái)水主要包括煤制甲醇裝置、MTO裝置、PP裝置、LLDPE裝置及輔助設施排出的生產(chǎn)廢水,生活污水及裝置污染區的初期雨水。該系列廢水含鹽量較低,經(jīng)預處理、生化處理及深度處理后直接回用作循環(huán)水補充水。
含鹽廢水處理系列設計規模400 m3/h,來(lái)水為煤氣化裝置產(chǎn)生的氣化廢水,含鹽量較高,經(jīng)預處理、生化處理、深度處理后排入清凈廢水處理系列。
清凈廢水處理系列設計規模1 200m3/h,主要處理循環(huán)水排污、化學(xué)水站排水和經(jīng)生化處理后的含鹽廢水。該系列廢水含鹽高,有機物和其他污染物濃度較低,經(jīng)軟化澄清、過(guò)濾、超濾、反滲透脫鹽處理,回收70%產(chǎn)水,回用作化學(xué)水站原水補給水或循環(huán)水補充水,濃水排至高鹽水處理系列。
高鹽水處理系列設計規模360m3/h,來(lái)水為清凈廢水系列反滲透濃水,經(jīng)進(jìn)一步預處理、膜濃縮、納濾、蒸發(fā)結晶分鹽處理回收大部分水,回用作循環(huán)水補充水,產(chǎn)出硫酸鈉滿(mǎn)足《工業(yè)無(wú)水硫酸鈉》(GB/T 6009-2014)Ⅲ類(lèi)合格品、硫酸鈉質(zhì)量百分數>92%氯化鈉滿(mǎn)足《工業(yè)鹽》(GB/T 5462-2015)[2]中日曬工業(yè)鹽二級標準,少量雜鹽外運處置。
1.3 各系列流程(見(jiàn)圖1)
02 項目難點(diǎn)
2.1 氣化廢水處理
煤化工企業(yè)排水中氣化廢水處理難度高,水質(zhì)波動(dòng)大。氣化廢水通常具有高硬度、高氨氮、難降解、部分水質(zhì)存在不可預見(jiàn)性的特點(diǎn)。煤氣化工藝及裝置操作穩定性對氣化廢水水質(zhì)影響較大,某項目氣化裝置正常運行時(shí)氣化廢水水質(zhì)為氨氮150~400 mg/L,COD 400~900 mg/L,氣化裝置事故工況時(shí)氣化廢水COD可達3 000mg/L,氨氮可達1 000mg/L,水質(zhì)波動(dòng)可持續近一個(gè)月時(shí)間。氣化廢水水質(zhì)與氣化工藝、進(jìn)料煤質(zhì)、配煤方案、操作運行關(guān)系較大。設計階段氣化廢水水質(zhì)由氣化裝置工藝專(zhuān)業(yè)通過(guò)設計煤種模擬計算,結合設計煤種試燒數據給出,項目運行后受煤炭供應影響,運行煤種配煤方案通常與設計煤種存在差異,即便氣化裝置操作正常,氣化廢水實(shí)際水質(zhì)與設計水質(zhì)相比仍存在一定的差異。煤種組合的變化及氣化裝置操作運行的變化會(huì )使氣化廢水水質(zhì)波動(dòng)較大。
2.2 近零排放廢水分鹽工藝的選擇及原水水質(zhì)的離子變化
中安項目開(kāi)展詳細設計時(shí),尚無(wú)成熟的廢水分鹽技術(shù),各類(lèi)新工藝、新技術(shù)層出不窮,但均缺少長(cháng)周期工業(yè)化應用的案例。面對不同的分鹽工藝路線(xiàn),考驗工程設計單位對新技術(shù)的判斷力及工程技術(shù)的集成能力,選擇適合本項目的分鹽工藝是中安項目成敗的關(guān)鍵。
中安項目地處淮河流域,環(huán)境風(fēng)險大?;春佣緩搅髁枯^小,污染物容易富集。本項目用水取自淮河,項目所在地淮河水水質(zhì)豐、枯水期氯離子和硫酸根離子比例對調,枯水期氯離子∶硫酸根離子約1∶1.5,豐水期氯離子∶硫酸根離子約1.3∶1,原水水質(zhì)的離子變化引起工藝裝置、循環(huán)水場(chǎng)、化水站等單元排水離子含量變化,對分鹽產(chǎn)生不利影響。
2.3 廢水近零排放分鹽系統的長(cháng)周期穩定運行
廢水近零排放項目全廠(chǎng)不能外排廢水,污水處理場(chǎng)在煤化工廠(chǎng)任何工況下都要接收上游裝置排水,如果廢水近零排放系統事故停車(chē),整個(gè)化工廠(chǎng)都面臨停車(chē)退料風(fēng)險,帶來(lái)較大的經(jīng)濟損失和安全隱患。近零排放分鹽系統相比混鹽近零排放系統更缺少成熟穩定運行經(jīng)驗。廢水中分出的鹽、硝品質(zhì)存在不確定性。項目組前期對同類(lèi)煤化工企業(yè)廢水近零排放系統做了大量調研,煤化工近零排放系統穩定性較弱,易受上游工況和水質(zhì)變化干擾,煤化工近零排放項目中氣化廢水處理、膜濃縮系統、蒸發(fā)結晶系統的長(cháng)周期穩定運行是整個(gè)系統長(cháng)周期穩定運行的關(guān)鍵因素。高鹽環(huán)境下(TDS>30 000 mg/L),廢水處理中常用的預處理、生化處理、深度處理工藝是否有效,缺少工業(yè)化應用案例驗證。
03 解決方案
3.1 氣化廢水
中安煤氣化裝置共設置7臺1 500m3/d氣化爐(5用2備),采用中石化東方爐粉煤氣化工藝,廢水設計排放量正常315m3/h最大375m3/h 設計水質(zhì)COD 500mg/L 氨氮300mg/L 硬度1 333mg/L(以碳酸鈣計),堿度1 624mg/L(以碳酸鈣計),CN- 1mg/L,F- 7mg/L。中安項目氣化裝置開(kāi)車(chē)后,由于項目配套煤礦未達產(chǎn),需從內蒙、山西、河南等多地調煤,以保證氣化裝置連續生產(chǎn)用煤。項目運行第一年氣化裝置煤種切換17次,氣化裝置進(jìn)料配煤方案達10余種。每次氣化裝置煤種變化,均會(huì )對氣化廢水水質(zhì)產(chǎn)生或多或少的影響。針對氣化廢水水質(zhì)波動(dòng)較大的特點(diǎn),中安項目設置了廢水暫存罐區用于事故工況污水暫存。污水場(chǎng)在氣化廢水來(lái)水管道上設置氨氮、COD等在線(xiàn)監測儀表,來(lái)水水質(zhì)超標時(shí)切換至廢水暫存罐儲存,待系統平穩后,再回送污水場(chǎng)處理。氣化廢水硬度較高,為保證后續生化處理效果,氣化廢水先經(jīng)除硬后再送入調節罐進(jìn)入后續生化處理構筑物。本項目設計氣化廢水水質(zhì)為負硬度水,采用雙堿法軟化澄清工藝除硬。針對本項目氣化廢水氨氮高,有機物難降解的特點(diǎn),SEI聯(lián)合大連化工研究院,基于茂名石化氣化廢水現場(chǎng)試驗開(kāi)發(fā)了煤氣化廢水五廊道兩級AO工藝,利用項目自產(chǎn)甲醇作為碳源實(shí)現低COD高氨氮廢水的反硝化處理。氣化廢水實(shí)際運行水質(zhì)見(jiàn)表1。
從實(shí)際運行數據可以看出,僅管氣化廢水水質(zhì)波動(dòng)較大,但COD和氨氮處理效果相對較好,處理后出水氨氮最低可小于1mg/L。實(shí)際來(lái)水CN-和F-高于設計值,硬度低于設計值,這3個(gè)指標的變化均與煤種和配煤方案有較大的關(guān)系。CN-的生成與氣化溫度有關(guān),中安氣化爐為粉煤氣化屬于高溫氣化工藝,氣化溫度>1 500℃,碳和氮在高溫下易發(fā)生反應,生成CN-。氣化污水CN-雖高于設計值,但小于10mg/L,如在進(jìn)生化前采用氧化破氰預處理,氧化劑投加后不一定作用于氰根離子,大概率會(huì )與有機污染物反應??紤]到氰根離子未超過(guò)10mg/L,項目組采用提高生化系統氰根耐受性的方式處理氰根,通過(guò)逐步提高生化池進(jìn)水CN-,適當加大生化池污泥回流量和硝化液回流量的方法馴化污泥,逐步提高系統對CN-的耐受性,經(jīng)過(guò)近3個(gè)月的馴化,二沉池出水CN-可穩定小于0.5mg/L。氣化廢水中的F-主要與煤里氟的含量有關(guān),由于運行煤種的變化造成F-來(lái)水超標,F-對蒸發(fā)結晶系統中的鈦材有一定的腐蝕性,考慮到中安廢水處理流程中并未設置單獨除F-設施,且由于現場(chǎng)占地緊張,無(wú)法新增除氟設施,只能利用現有除硬、除硅設施同步除氟。除氟、除硬、除硅的協(xié)同處理首先通過(guò)兩家研究單位實(shí)驗室研究反應機理,再通過(guò)現場(chǎng)調整操作運行解決。除氟、除硬、除硅最適宜的反應條件及pH均不同,通過(guò)實(shí)驗室和現場(chǎng)測定,適當調整反應pH、加藥量對除氟有一定的協(xié)同去除效應?,F場(chǎng)根據研究結論摸索、調整運行操作,利用現有高鹽水除硬、除硅設施可同步達到30%~50%的除氟效率。系統中氟離子未完全去除,各段出水常年保有一定的氟離子含量,項目運行近2年來(lái),后續蒸發(fā)結晶系統材料并未出現大面積腐蝕,在整個(gè)近零排放系統中F-的腐蝕性可控,見(jiàn)表2。
氣化廢水硬度值好于預期主要與氣化裝置石灰石投加量減少有關(guān),中安氣化裝置設計煤種為淮南朱集西煤,需投加石灰石改變氣化灰熔點(diǎn),項目投產(chǎn)后配套煤礦未達產(chǎn),朱集西煤投料量不到一半,石灰石投加量相應減少,硬度值低于設計值,后期隨著(zhù)配套煤礦達產(chǎn),氣化廢水硬度也會(huì )相應升高。
3.2 分鹽工藝選擇
煤化工近零排放廢水分鹽技術(shù)基本分三類(lèi):熱法分鹽、納濾分鹽、冷凍+熱法分鹽。熱法分鹽技術(shù)借鑒了鹽化工的硝鹽聯(lián)產(chǎn)或鹽硝聯(lián)產(chǎn)技術(shù),利用氯化鈉和硫酸鈉溶解度隨溫度升高相反的特性,高溫產(chǎn)硝,低溫產(chǎn)鹽。納濾分鹽利用納濾膜對一、二價(jià)離子分離的特性,將氯離子和硫酸根離子分離,再通過(guò)蒸發(fā)結晶分別產(chǎn)鹽、硝。冷凍結晶利用硫酸鈉低溫易析出的特點(diǎn)低溫析硝產(chǎn)出十水硫酸鈉,冷凍母液進(jìn)一步利用熱法產(chǎn)氯化鈉,十水硝經(jīng)加熱回溶去除結晶水后產(chǎn)出無(wú)水硫酸鈉。3種分鹽方案各有優(yōu)缺點(diǎn),熱法分鹽需要進(jìn)料硫酸根離子與氯離子存在一定的比例差才能實(shí)現分鹽,鹽化工行業(yè)來(lái)料氯離子與硫酸根離子濃度相差較大,通常為某一種離子占絕對優(yōu)勢,但廢水中硫酸根與氯離子比例相對接近,本項目還存在原水硫酸根、氯離子豐枯水期比例對調的情況,熱法分鹽較難適應硫酸根、氯離子比例對調工況;冷凍法對硫酸鹽占主導的水質(zhì)有較好的分鹽效果,但高鹽水需經(jīng)加熱蒸發(fā)濃縮后進(jìn)行冷凍產(chǎn)十水硫酸鈉,冷凍后需將十水硫酸鈉再加熱回熔產(chǎn)無(wú)水硫酸鈉,冷凍母液也需再次加熱蒸發(fā)結晶產(chǎn)氯化鈉,能耗相對較高;納濾膜屬于荷電膜,膜孔徑在納米級,介于反滲透和超濾之間,相對分子截留范圍為數百道爾頓,因有些納濾膜表面帶電荷,對不同電荷和不同價(jià)態(tài)的離子具有不同的道南電位,從而使不同價(jià)態(tài)的離子通過(guò)膜孔時(shí)得以分離,納濾產(chǎn)水主要含有一價(jià)離子,濃水主要含有高價(jià)離子,可將水中一、二價(jià)離子分離。綜合考慮能耗及淮河水豐、枯水季硫酸根氯離子比例倒掛的特點(diǎn),最終選擇納濾分鹽+五效蒸發(fā)技術(shù)作為中安高鹽水分質(zhì)結晶工藝。
納濾膜最初開(kāi)發(fā)目的并非分離一、二價(jià)離子,對納濾膜的篩選顯得至關(guān)重要,通過(guò)研究單位對市面上主流廠(chǎng)商的納濾膜做了實(shí)驗室標定,證明主流廠(chǎng)商納濾膜在實(shí)驗室條件下均可實(shí)現一、二價(jià)離子的有效分離(見(jiàn)圖2)。項目實(shí)際運行后納濾膜對一、二價(jià)離子進(jìn)行了有效地分離,同時(shí)屏蔽了淮河水水質(zhì)波動(dòng)可能造成的離子變化,濃水側以硫酸根離子為主,產(chǎn)水側以氯離子為主,濃淡水側硫酸根與氯離子比值均相差數量級,為后續蒸發(fā)結晶單元提供了較穩定的進(jìn)料。
蒸發(fā)結晶單元常見(jiàn)工藝有MVR+結晶器及多效蒸發(fā)結晶方案。MVR方案相對節能,蒸汽壓縮機轉速較高,對動(dòng)、靜設備要求較高,MVR內部結構相對較復雜,設備結垢后不易清洗,一次投資較高;多效蒸發(fā)方案蒸汽消耗較大,設備內部結構簡(jiǎn)單,易清洗,操作簡(jiǎn)單。近零排放濃鹽水水質(zhì)復雜、易結垢堵塞,本項目地處淮河流域、環(huán)境敏感,如蒸發(fā)結晶系統不能長(cháng)周期穩定運行,一旦廢水無(wú)處去,將造成整個(gè)煤化工廠(chǎng)停產(chǎn)退料,同時(shí)考慮到石化企業(yè)低品質(zhì)蒸汽相對富裕,本項目最終采用了更穩定易操作的多效蒸發(fā)方案作為蒸發(fā)結晶主工藝,在鹽側和硝側分別設置五效強制循環(huán)蒸發(fā)結晶系統。項目實(shí)際運行后,納濾分鹽產(chǎn)水側氯化鈉占主導,濃水測硫酸鈉占主導,蒸發(fā)結晶單元操作難度大幅降低,多效蒸發(fā)系統設備結構簡(jiǎn)單易操作,運行也更平穩。中安項目自2019年底打通全流程產(chǎn)出合格硫酸鈉和氯化鈉以來(lái)穩定運行至今,每年節省危廢處置費用約4 000萬(wàn)。項目標定期間共檢測3批次氯化鈉、硫酸鈉,各項指標均優(yōu)于設計值。氯化鈉白度、水分、TOC、鈣鎂離子優(yōu)于煤化工團體標準一級工業(yè)干鹽標準,純度、水不溶物滿(mǎn)足二級工業(yè)干鹽標準硫酸根基本滿(mǎn)足二級工業(yè)干鹽標準。硫酸鈉3批次全部滿(mǎn)足煤化工團體標準A類(lèi)一等品標準,見(jiàn)表3和表4。
3.3 近零排放系統長(cháng)周期穩定運行
氣化廢水處理、膜濃縮系統、蒸發(fā)結晶分鹽系統的穩定運行對近零排放分鹽系統的長(cháng)周期穩定運行至關(guān)重要。上述系統的穩定運行可歸納為對廢水處理系統內有機污染因子、結垢因子及特征因子的有效控制。有機污染因子主要指系統內COD的去除,結垢因子主要指系統內鈣、鎂、硅的去除,特征因子主要與煤種及煤氣化工藝有關(guān),碎煤氣化、水煤漿氣化、粉煤氣化,不同的進(jìn)料和氣化工藝產(chǎn)生的污染物不盡相同,特征污染因子主要是CN- 、NH3-N、F-。廢水暫存和兩級AO工藝解決了氣化污水處理穩定性問(wèn)題;納濾分鹽+多效蒸發(fā)工藝的組合,使本項目蒸發(fā)結晶分鹽系統操作難度大幅降低,運行較平穩。通過(guò)強化氣化廢水的處理有效控制了本項目的特征污染因子,還需要解決的主要問(wèn)題是有機污染因子和結垢因子的控制,即膜濃縮系統的穩定運行。
煤化工廢水近零排放系統需要大量使用膜系統濃縮廢水,膜技術(shù)應用于廢水處理領(lǐng)域經(jīng)常出現有機污染物污堵和鈣、鎂、硅結垢問(wèn)題。有些膜的污堵、結垢通過(guò)化學(xué)清洗可恢復,有些污堵、結垢則會(huì )產(chǎn)生不可逆的損傷,頻繁的化學(xué)清洗也會(huì )使膜的脫鹽率、分鹽率下降。如果不能有效控制有機污染因子和結垢因子,整個(gè)系統可能因為某一點(diǎn)的突破產(chǎn)生不可預料的聯(lián)鎖反應,最終只能停產(chǎn)檢修。針對上述情況,本項目制定了廢水多步濃縮、分離,廢水水質(zhì)分步控制的設計原則,避免近零排放高鹽水系統因一步濃縮產(chǎn)生的易堵塞,稀水不稀,濃水不濃的現象。每步濃縮前均設置除硬、除有機物設施,對有機污染物、硬度實(shí)施分步管控。中安項目在清凈廢水處理系列設置UF+RO雙膜系統進(jìn)行第一步濃縮,在高鹽水處理系列設置高鹽水雙膜系統進(jìn)行第二步濃縮,高鹽水雙膜濃水設置納濾系統進(jìn)行一、二價(jià)離子分離,每步濃縮、分離系統前均設置預處理設施,保證膜系統的穩定運行。
對有機污染因子的控制首先是強化主生化系統的處理能力,盡量在適宜生化的工藝段將有機物盡可能的去除。中安項目有機污染物主要來(lái)自氣化廢水和MTO高濃度廢水,氣化廢水嚴格控制進(jìn)水指標,保證進(jìn)水穩定,避免水質(zhì)波動(dòng)造成后續系統不穩定,MTO高濃度廢水經(jīng)厭氧預處理后送入主生化,水質(zhì)基本穩定,從實(shí)際運行效果來(lái)看,主生化系統運行良好,含鹽廢水(氣化廢水)生化出水≤50mg/L,生產(chǎn)廢水生化出水≤ 40mg/L,為后續有機物處理設施打下了一個(gè)良好的基礎。生化處理后的污水經(jīng)臭氧+BAF單元進(jìn)一步去除有機物后送入清凈廢水系統雙膜系統濃縮,濃縮后的污水COD再次升高,經(jīng)高鹽水臭氧催化氧化處理后,送入高鹽水雙膜系統濃縮,濃縮后污水TDS>30 000mg/L,TOC再次升高,經(jīng)高級氧化系統處理后再送入納濾系統,高級氧化系統采用臭氧催化氧化塔,采用高鹽水專(zhuān)用催化劑和高濃度臭氧投加進(jìn)一步氧化系統中的有機污染物。僅管采用了多次臭氧氧化,但從實(shí)際運行效果看高級氧化處理對TOC仍有一定的去除率。
中安項目廢水硬度主要來(lái)自原水和氣化廢水,為保證各膜系統穩定運行,也采用了分步除硬的措施,首先在氣化廢水進(jìn)污水處理場(chǎng)后首先進(jìn)行除硬預處理,采用雙堿法除硬后再送至后續處理構筑物,后續在每步膜濃縮前均設置除硬措施,除硬和除有機物設施同步設置。清凈廢水雙膜前設置了高度沉淀密池除硬,高鹽水雙膜前也采用了高密沉淀方式,同時(shí)添加鎂劑除硅,納濾前高鹽水TDS>30 000mg/L,高含鹽條件下水的比重增大,不利于重力分離沉淀物,傳統重力沉淀除硬方式對細小的沉淀物去除效果有限,納濾前采用NMF高效過(guò)濾系統進(jìn)一步去除硬度,NMF為膜過(guò)濾方式除硬,兩級反應加藥后送入NMF過(guò)濾器,通過(guò)類(lèi)似微濾膜孔徑的高效過(guò)濾膜去除除硬過(guò)程中產(chǎn)生的細小沉淀物,解決高鹽水除硬中不易沉淀等問(wèn)題。
分步預處理、分步濃縮系統可以減少膜的污堵和結垢問(wèn)題,降低運行膜系統中的有機物和鈣鎂硅濃度,為系統長(cháng)周期運行創(chuàng )造條件。中安污水處理場(chǎng)自2019年底打通全流程產(chǎn)出合格硫酸鈉和氯化鈉后穩定運行至今,超濾膜系統、反滲透膜系統、納濾膜系統,除個(gè)別幾支膜因安裝使用不當更換外,其余均運行至今。污水處理場(chǎng)標定期間產(chǎn)出氯化鈉和硫酸鈉白度和TOC均大幅優(yōu)于煤化工副產(chǎn)氯化鈉、硫酸鈉團體標準,鈣鎂離子均未檢出從另一個(gè)側面也印證了整個(gè)系統中有機污染因子和結垢因子得到了有效控制,保障了近零排放分鹽系統的長(cháng)周期穩定運行。
3.4 技術(shù)經(jīng)濟及社會(huì )效益
污水近零排放項目運行成本主要為公用工程消耗、藥劑消耗、人工費用及設備折舊費用。由于缺少標準的計算方法,技術(shù)提供商以及運營(yíng)企業(yè)在折算噸水直接運行成本(不含設備折舊)時(shí),折算水量所對應的TDS濃度不盡相同,得出的噸水直接運行成本差異也較大,如以蒸發(fā)結晶系統進(jìn)水(TDS 50 000mg/L以上)水量折算,直接運行成本一般在50~80元/m3,如以第一次膜濃縮進(jìn)水(TDS 2 000~3 000 mg/L)水量折算,直接運行成本一般在5~10元/m3左右。中安項目廢水近零排放分鹽部分以清凈廢水(TDS 3 000mg/L左右)進(jìn)水水量折算,直接運行成本在運行初期約為6.9~7.3元/m3,穩定運行后基本控制在5~6元/m3。中安項目分鹽技術(shù)的投資約為混鹽技術(shù)投資的1.3倍,項目建成運行后,每年節省固廢處置費用約9 000萬(wàn)。煤化工廢水近零排放分鹽技術(shù)可有效減少混鹽處置費用,降低煤化工項目對環(huán)境的負面影響,有良好的示范效應,為建立綠色煤化工企業(yè)提供有效支持。
04 結 語(yǔ)
煤化工廢水近零排放項目在工藝選擇時(shí)容易陷入追求短流程、低成本的誤區,過(guò)分依賴(lài)于某一兩項新技術(shù),新概念,一旦這一兩項關(guān)鍵技術(shù)出現工程化應用問(wèn)題,整個(gè)系統都呈現瀕臨崩潰的狀態(tài)。一項新技術(shù)從理論研究、工藝包、基礎設計、詳細設計到最后工業(yè)化應用,需要工程公司(設計單位)從事大量的工程技術(shù)轉化工作,科研單位提供有效地理論和試驗研究支撐,業(yè)主單位豐富的運行管理經(jīng)驗和較強的實(shí)操能力才能使新技術(shù)、新工藝平穩的工程化落地。中安項目廢水近零排放分鹽技術(shù)是對全廠(chǎng)廢水處理系統的工藝集成,是對整個(gè)化工廠(chǎng)水系統的整合,從污染源頭尋找解決方案,避免了環(huán)保項目?jì)H重視末端治理,實(shí)際運行后來(lái)水水質(zhì)與設計水質(zhì)不符,互相推諉的情況。中安聯(lián)合煤化廢水近零排放分鹽技術(shù)于2020年11月通過(guò)中國石化“十條龍”科研現場(chǎng)鑒定,2022年1月獲得中國石化科技進(jìn)步一等獎,為創(chuàng )建環(huán)境友好型煤化工企業(yè)提供了新的廢水解決方案也為城市型煉化企業(yè)廢水近零排放提供了新的解決思路。