煤制油废水零排放实践与探索-魏江波

工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．42No．5Oct.，2011煤制油废水零排放实践与探索魏江波（中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司，北京100011）近年来，我国煤制油化工行业发展迅速，发展煤制油化工对于缓解中国石油、天然气等优质能源的供求矛盾、保障国家能源安全、促进国民经济发展具有重要作用。然而，我国煤炭资源丰富的地区普遍存在水资源匮乏和生态环境脆弱的问题。水资源和水环境容量的承载能力是现代煤化工发展的制约因素［1］。为了破解经济发展与水资源及环境承载力的矛盾，煤化工项目承诺实施废水“零排放”，既是企业对外展示环保形象的需要，也是工厂长期稳定运行的保障。为了实现废水“零排放”的目标，神华煤制油项目在设计阶段即对全厂水资源利用进行了总体规划，采用了各种先进的节水工艺和水处理技术，如尽可能采用空冷技术，循环冷却水的高浓缩倍数的设计和运行管理，膜技术的使用以及先进高效的降膜晶种法蒸发技术的引进、结晶干化技术的采用等。通过各种节水措施的实施，将污水处理与资源化结合起来，实现水资源的循环利用。本文通过对神华煤制油废水“零排放”工程总结，阐述了实施“零排放”技术的可行性，以及实现“零排放”面临的挑战，提出了“趋零排放”的观点。1废水“零排放”整体解决方案工业废水“零排放”的解决方案是项系统工程，实施“零排放”，首先应对全厂的水资源利用进行统一的规划，建立水平衡及盐平衡的模型，神华废水“零排放”的整体解决方案示意如图1所示。摘要：通过对国内第一个煤直接液化制油工程项目的废水“零排放”工程实践总结，说明废水“零排放”技术在一定条件下是可行的，但“零排放”的实现面临许多挑战，实际工程应以当地资源和环境承载力为基础进行统筹管理，从企业－园区－区域3个层面构建多级屏障体系，做好污水处理和水资源的梯级利用，真正实现环境效益、经济效益和社会效益的统一，实现“趋零排放”。关键词：煤制油；煤化工；零排放；污水处理；污水回用中图分类号：X784.031文献标识码：B文章编号：%1009－2455（2011）05－0070－06收稿日期：2011-09-20图1废水“零排放”整体解决方案示意根据污水的来源与水质特性，分为含硫污水、含酚污水、高浓度有机污水、低浓度含油污水、含盐污水、催化剂污水。按照分质处理、按质回用的原则，将各类污水的处理与回用分述如下。·70·2主要污水处理系统2．1含硫污水2．1．1处理工艺煤制油项目产生的含硫污水约100t／h，主要来自煤炭直接液化、液化油品加氢稳定、液化油品加氢改质等单元，少量来自硫磺回收、轻烃回收和气体脱硫单元。含硫污水含有较高含量的NH3、H2S和以酚为主的多种有机物，其CODCr的质量浓度为6×104~14×104mg／L。2．1．2处理结果本工程采用双塔加压汽提工艺脱除含硫污水中的H2S和NH3，并采用“氨精制-氨吸收-氨蒸馏”的氨回收工艺生产液氨，回收液氨供催化剂制备装置使用。采用汽提处理可脱除含硫污水中99．7％的H2S和97．7％的NH3，处理后的净化水送往含酚污水处理装置。汽提装置自投入运行以来，运行稳定，处理效果良好，达到了设计要求。2010年2月2日至5日，对该装置在100％的负荷下进行了性能考核。性能考核测试净化水水质数据达到了预期的设计目标。平均出水水质：CODCr的质量浓度为12925mg／L，酚的质量浓度为985mg／L，硫化物的质量浓度为29．94mg／L，油的质量浓度为45．1mg／L，NH3的质量浓度为48．68mg／L。2．2含酚污水2．2．1处理工艺酸性水经汽提后，净化水中酚的质量浓度高达5．4g／L，因此在进入生化处理前需要进行脱酚处理。脱酚工艺采用溶剂萃取法，萃取剂为二异丙基醚。根据萃取物中组分的沸点不同，经过蒸馏将二异丙基醚和酚分开，分离后得到粗酚作为产品回收，同时也回收了二异丙基醚作为循环溶剂继续使用。萃取后的稀酚水夹带了一部分二异丙基醚，同时还含有一定量的固定氨，再通过加碱、蒸汽汽提，将二异丙基醚和氨从水中分离出来。回收的二异丙基醚送往溶剂循环槽循环使用。汽提出的氨冷凝后制成5％～10％氨水返回含硫污水汽提装置。脱酚后的污水送高浓度有机污水生化处理装置进一步处理。2．2．2处理结果酚回收装置的设计进水温度是40℃，出水控制酚的质量浓度为50mg／L。2010年2月，在100％的负荷下对酚回收装置进行了性能考核。考核期间实际处理量计算得平均值为94．55t／h。测试出水水质数据平均值：CODCr的质量浓度为1789mg／L，酚的质量浓度为71．35mg／L，硫化物的质量浓度为19．18mg／L，油的质量浓度为5．05mg／L，NH3的质量浓度为56．15mg／L。经酚回收装置处理回收产品粗酚0.48t／h，酚及同系物的质量分数