煤化工示范项目废水处理工艺分析

煤化工示范项目废水处理工艺分析

2015.3

煤液化对石油具有替代作用，在油价高涨的时代，这些领域的发展对我国的能源安全具有非常重要的意义。而煤制甲醇和二甲醚目前成为发展热点的理由则更加充分：首先，甲醇可以代替部分汽油，二甲醚可以代替部分柴油和液化气做民用燃料。其次，甲醇是除了烯烃和芳烃外的第三大基本有机化工原料，用途广泛，二甲醚也是一种有机化工原料。再次，甲醇和二甲醚的生产技术成熟，在我国以煤为原料生产甲醇和二甲醚与以石油和天然气为原料相比，产品成本更具竞争力。从国家战略意义上，煤化工进入了快速发展时期。

1煤化工废水的特点

煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l，废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物；砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物；难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。

目前国内处理煤化工废水的技术主要采用生化法。生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用，但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等

一些难降解有机物处理效果较差，使得煤化工行业外排水CODcr难以达到一级标准。

2工程概况

大唐内蒙古多伦煤化工有限公司污水处理站是我国第一个真正实现工业废水“零排放”的污水处理工程。各工艺装置排放的污水经处理达标后全部回用于循环水装置，脱水污泥及结晶盐外运填埋。由于煤化工废水成分复杂、污染物浓度较高、污水可生化性差、难于生物降解、含有多种抑制生化反应的毒有害物质，处理难度极大。本工程将污水分类为浓盐污水和低盐污水两类进行分类处理。新增污水处理站包括三个系统：（1）低盐污水处理系统；（2）浓盐污水处理系统；（3）蒸发结晶系统。

因低盐污水处理系统投产、试运行的时间最长，效果最显著，就以低盐污水处理系统的设计、运行数据，浅谈MBR工艺在煤化工废水处理中的应用。低盐污水处理系统主要包括甲醇废水、MTP废水、生活污水以及污染雨水等。进水水质、水量见表1。

表1 进水水质及水量表

3污水处理工艺介绍

中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院针对低盐系统水质、水量情况，采用自主开发的“分质预处理＋膜生物反应器（MBR）＋深度处理”的处理技术对污水进行处理。

对于污水水量小、有机污染物浓度高、悬浮物少的甲醇装置污水，先进行厌氧处理，有效去除有机污染物后，进入调节池与其他污水混合进行生化处理；对于浓度较高的MTP装置污水，先进行除油处理，除油后进入调节池；其他低盐污水经原有预处理调节池水量调节和水质均衡后，由提升泵送至低盐污水系统的调节池，与经过预处理的甲醇装置污水、MTP装置污水混合，再由提升泵打入MBR系统；MBR出水进入臭氧氧化池，经氧化使污水中的有机污染物进一步降解和分解，并改善污水的可生物降解性能；氧化后污水进入曝气生物滤池，进一步去除有机污染物；使最后出水水质达到循环水补充水的水质要求。4MBR系统工艺设计说明

4.1MBR系统设计规模

MBR系统设计规模为700 m3/h。

MBR系统在运行中，水回收率为100%，反洗、清洗等自用水在系统产水量中调剂平衡，不影响总的产水量。

4.2MBR工艺参数设计

共设计60个标准膜组件，分为6套系列，每套置于1格膜池内，6套系列可以单套独立运行，也可并联同时运行。

主要设计参数：单套系列处理能力：120 m3/h；

单套系列膜组件数量：10组/套；

设计水温：10~30℃；

4.3MBR系统运行控制

4.3.1系统过滤产水

控制系统自动检测设备状态及膜池水位，判断启动条件后，启动产水抽吸泵及相应阀门，系统进入产水程序；

产水抽吸泵吸水管上安装压力变送器，监测膜的跨膜压差，当跨膜压差较大时，自控系统停止产水程序，执行化学清洗程序；

4.3.2系统自动水反洗

产水程序执行6个周期时，进行水反洗程序（可根据运行情况进行周期调整或确定是否需要水反洗）。系统水反洗时，产水程序停止。

4.3.3系统自动化学反洗

系统化学反洗程序由时间控制；

系统化学反洗通常采用次氯酸钠和柠檬酸两种药剂。次氯酸钠主要是防止生物污染；柠檬酸主要是防止结垢。

5MBR工艺的生产运行状况

大唐内蒙古多伦煤化工新增污水处理站MBR工艺自2012年7月试运行始，各工艺单元，主要设备及自控系统运行正常，处理后出水水质指标优于原设计的各项指标，完全满足循环水补充水的水质标准，运行效果见表-2。

表2 MBR工艺处理效果表

6结论

通过大唐内蒙古多伦煤化工新增污水处理站工程实践证明，采用MBR工艺处理煤化工废水是可行的，处里效果理想，出水指标完全符合国家《再生水回用标准》。

（来源：化化网煤化工）