能源化工高盐废水零排放及资源化利用技术

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能源化工高盐废水零排放及资源化利用技术

所属领域：	水污染防治 > 工业废水
行业：	工业园区混和废水
地区：	陕西
成熟度：	示范工程
关键词：	煤化工高盐废水零排放资源化利用
合作方式：
信息来源：
技术持有方：	陕西省石油化工研究设计院
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基本信息

技术概述	本技术以源头控制到过程减量，少量终端处理的全新水系统设计为研究思路。针对目前煤化工企业废水排放瓶颈问题及特定地区废水“零排放”的具体工程案例进行了详细调研分析，借鉴盐化工、制糖、果汁、海水淡化等方面的工程经验，通过行业间的技术交叉以及大系统集成创新确定了能源化工废水“零排放”初步的技术方案及研究工作，在行业无工程先例的情况下，确定了由五大子系统（颗粒物脱除，结垢性离子脱除，有机污染物脱除，三级分离浓缩、结晶分离）以及十二个运行单元所组成的整个零排放及资源化工程系统工艺方案。
技术优势	（1）混凝沉淀技术通过对混凝沉淀体系反应顺序和速度的研究，开发出强化混凝沉淀工艺，确定了高密混凝沉淀池的加药品类及运行工艺参数，将混凝沉淀脱除硬度的效果效果由行业普遍的30~50mg/L提升至3~5mg/L。（2）高pH多级反渗透的技术本技术可使反渗透工艺在高pH条件下连续运行，减小硅和有机物对反渗透膜的污染，虽然其对操作控制的精确性要求高，但其工艺流程短，后端可结合非晶种蒸发结晶装置，单元装置的回收率可保持在90%以上，估算其运行成本（电耗+药剂消耗）为 8元/m3。（3）无反向流停机技术通过大量的研究试验，在高压泵仍工作的情况下采用产水置换浓水侧浓水的方法，消除渗透压，从根本上解决了反向流及其引发的相应问题。并通过调整控制各产排阀的时间，浓水侧不断地被稀释，直到两侧的浓度靠近时再停机，从本质上避免了反向流的存在，相比其他化工废水处理行业，膜装置的使用寿命可由1年延长至3年。（4）分盐技术纳滤双向分离技术不仅实现了单级纳滤处理双组份无机盐溶液，将氯化钠的纯度提升至98.5%以上，而且在运行成本上较其他行业的分盐方式具有更大的优势，采用分盐工艺将废水盐做成合格的工业产品，大大减轻了当地工业产区的环境问题与社会问题。
适用范围	主要适用于西北煤炭资源丰富，但水资源匮乏的地区，其水质具有高盐高有机污染物的特点。需要开发出一种工业水循环处理的新技术，达到提高转化效率和资源利用率，降低能耗和水耗，实现经济效益和环境效益协同发展的目标，本技术可以作成化工废水深度处理回用的成套装置。
鉴定评估	2017年，技术荣获陕西石化科学技术奖特等奖； 2017年通过省石化联合会技术标定，认为技术实现了高盐废水的零排放，且废水中氯化钠与硫酸钠做到了资源化回收。
市场前景	本技术的示范作用可在新的工程实施和运营中以节水为引领，在已有煤化工废水处理工程系统中可优化增效。一方面其产盐可资源化回收利用，另一方面，通过对关键技术的深入研发，将装置尽大可能的转变为生产装置，从而抵扣整个“零排放”的高额运行成本，故而不论从环保角度、社会角度、经济角度，该项工作都是势在必行的，且不论新建装置，还是老单元的技改，也都会将此作为重点参考对象，其拥有广阔的市场应用前景。

技术详情

能源化工高盐废水零排放及资源化技术的技术核心，是利用混凝沉淀、两级离子交换工艺去除结垢性离子，由多介质过滤和超滤去除悬浮颗粒物，通过催化氧化、膜生物过滤（MBR）和连续活性炭串联工艺去除有机污染物，从而确保“浓缩、分离”系统的长周期稳定运行；通过两级反渗透浓缩，再经纳滤初步分离反渗透浓水中的氯化钠和硫酸钠，纳滤产水进入六效蒸发得到工业纯氯化钠，完成氯化钠资源化的回收，纳滤浓水进入四效蒸发完成硫酸钠资源化的回收。

本装置工艺系统主要由五个子系统组成，分别是：

①颗粒物脱除：多介质和超滤单元；

②结垢性离子脱除：高密沉淀池、钠离子交换树脂、螯合树脂单元；

③有机污染物脱除：催化氧化、膜生物过滤（MBR）、连续活性炭单元；

④水分离与盐水浓缩：一级反渗透（RO1）、二级反渗透（RO2）；

⑤溶解盐分离系统：纳滤（NF）、六效蒸发、四效蒸发。

产水水质：COD：2mg/L、SS≤0.1mg/L、钙镁≤0.02mg/L。

水回收率：98.2%，氯化钠回收率：80.3%，硫酸钠回收率：81.1%，

（1）高密单元

高密单元处理水量700m³/h，产水总硬≤5mg/L。

（2）多介质单元

多介质处理水量为60-75m³/h，运行压差处于0.01-0.02MPa之间，产水浊度小于1NTU。

（3）超滤单元

运行压差处于0.07-0.13MPa之间，产水浊度小于0.1NTU。

（4）一级反渗透单元

运行进水流量为120-150m³/h，产水流量为90-120m³/h，浓水量为30-36m³/h，段间压差＜0.3MPa，单元产水总电导≤500us/cm，浓缩倍率4-5倍。

（5）二级反渗透单元

运行进水流量为70-90m³/h，产水流量为45-53m³/h，浓水量为35-37m³/h，段间压差＜0.3MPa，单元产水总电导≤500us/cm，浓缩倍率2-2.5倍。

（6）螯合树脂单元

运行压差处于≤0.15MPa，产水总硬≤0.04mg/L。

（7）钠离子交换器单元

运行处理水量在120-150m³/h，运行压差处于≤0.15MPa，产水总硬≤4mg/L。

（8）纳滤单元

进水流量为30-54m³/h，浓缩倍率为4-7倍。

（9）六效蒸发结晶单元

处理水量60-70m³/h，一次蒸汽耗量3-5t/h，产盐0.5-1t/h。吨水消耗蒸汽0.33吨。

（10）四效蒸发结晶单元

处理水量12-13m³/h，一次蒸汽耗量14-16t/h，产盐1-2t/h。吨水消耗蒸汽0.23吨。

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