水處理零排放在煤化工系統(tǒng)中的應(yīng)用

零排放技術(shù)在煤化工系統(tǒng)中的成功應(yīng)用大大減輕企業(yè)的環(huán)保壓力。本工藝選用先進(jìn)的工藝，成熟、高效的設(shè)備，以提高能源利用率，降低運(yùn)行能耗原則，不僅使各類(lèi)生產(chǎn)水全部得到回收利用，而且結(jié)晶出的雜鹽還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

污水處理裝置工藝流程。IBR出水自流進(jìn)入二段生化系統(tǒng)即MBR反應(yīng)器，在MBR中，MBR池中設(shè)有氣提泵，將截留后的污泥混合液回流至IBR池的缺氧區(qū)A1中，完成反硝化作用，少部分污泥作為剩余污泥排至污泥池。利用好氧微生物的代謝作用，將有機(jī)物降解成CO2、H2O及無(wú)機(jī)化合物;清水通過(guò)膜組件抽吸泵直接從MBR膜中抽出，排放至成品水池;污泥則被完全截留。

混合污水(地面沖洗排水、初期雨水、生產(chǎn)排水和生活污水)重力流入混合污水集水池，污水在進(jìn)入集水池前，設(shè)置了機(jī)械格柵，通過(guò)格柵的攔截作用，能夠去除混合污水中直徑大于2mm的固體污染物質(zhì)，從而保護(hù)后續(xù)的工藝設(shè)備以及降低后續(xù)生化處理的負(fù)荷。

武漢格林環(huán)保有完善的服務(wù)體系和配套的專(zhuān)業(yè)環(huán)境工程團(tuán)隊(duì)，秉著崇高的環(huán)保責(zé)任和義務(wù)長(zhǎng)期維護(hù)提供免費(fèi)的污水處理解決方案，是湖北省工業(yè)廢水運(yùn)營(yíng)管理行業(yè)中的品牌。18年來(lái)公司設(shè)計(jì)并施工了上百個(gè)交鑰匙式的污水處理工程。調(diào)節(jié)池污水經(jīng)過(guò)泵提升進(jìn)入混凝反應(yīng)池，投加混凝劑PAC，同廢水中的顆粒污染物發(fā)生電性中和、網(wǎng)捕及卷掃等作用，生成礬花，再投加碳酸鈉到軟化池去除硬度，在絮凝池投加PAM，通過(guò)高分子物質(zhì)的吸附架橋作用，使礬花進(jìn)一步增大。經(jīng)混凝后的混合液在沉淀池進(jìn)行固液分離后重力流入反硝化水解池，再進(jìn)行下一步的處理。

在集水池收集后的混合污水，由混合污水集水池提升泵提升至調(diào)節(jié)池。氣化污水、乙二醇污水經(jīng)壓力管道流入調(diào)節(jié)池，當(dāng)生產(chǎn)裝置發(fā)生生產(chǎn)事故，導(dǎo)致進(jìn)水水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，可以通過(guò)切換管道上的閥門(mén)，將事故廢水送至事故池。事故池中的提升泵，可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，將事故廢水分批、定量的泵送至調(diào)節(jié)池。在反硝化水解池內(nèi)，污水中的硝基氮通過(guò)反硝化菌的作用轉(zhuǎn)化成氮?dú)鈴奈鬯腥コ?，一部分甲醇等有機(jī)物降解成二氧化碳和水。

一段生化系統(tǒng)選用IBR反應(yīng)器，利用缺氧微生物和好氧微生物的代謝作用，將大部分有機(jī)物降解成CO2、H2O及無(wú)機(jī)化合物;利用硝化菌和反硝化菌的聯(lián)合作用，將氨氮氧化成硝酸鹽或亞硝酸鹽，反硝化水解池的出水進(jìn)入一段生化系統(tǒng)。硝酸鹽或亞硝酸鹽進(jìn)一步還原成氮?dú)?，以去除廢水中的氨氮和總氮，經(jīng)IBR反應(yīng)器處理的混合液自流至二段生化系統(tǒng)。

污水處理站產(chǎn)生的污泥由混凝沉淀池排泥、反硝化水解反應(yīng)池及MBR剩余污泥組成。污泥在污泥池中收集，然后由污泥輸送泵將混合后的污泥送至污泥濃縮脫水一體機(jī)進(jìn)行脫水處理。

回用水裝置工藝流程，廠(chǎng)區(qū)清凈廢水(循環(huán)水站排污、鍋爐系統(tǒng)脫鹽水站排污)進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池，經(jīng)一級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反應(yīng)池，分別投加混凝劑、軟化劑后，進(jìn)入TMF管式微濾膜單元進(jìn)行固液分離，降低原水中的硬度、堿度、濁度，出水調(diào)節(jié)pH值后滿(mǎn)足反滲透裝置進(jìn)水要求，管式微濾產(chǎn)水與污水處理站MBR出水進(jìn)入反滲透進(jìn)水池混合;廢水由反滲透進(jìn)水池進(jìn)入反滲透裝置脫除水中的鹽類(lèi)物質(zhì)和COD，使產(chǎn)水滿(mǎn)足回用水使用要求，進(jìn)入回用水池，經(jīng)泵提升后送至循環(huán)水站，作為循環(huán)水源使用。

膜系統(tǒng)的沖洗廢水和清洗廢水回到進(jìn)水調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)處理。蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的鹵水進(jìn)入結(jié)晶裝置。預(yù)熱后的鹵水首先進(jìn)入結(jié)晶蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行閃蒸蒸發(fā)，然后液體進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)加熱器升溫升壓，再次進(jìn)入結(jié)晶分離器內(nèi)進(jìn)行閃蒸蒸發(fā)，此時(shí)會(huì)有小顆粒的結(jié)晶體析出。

反滲透濃水經(jīng)濃水反滲透進(jìn)一步預(yù)濃縮提高廢水回收利用率。濃水反滲透產(chǎn)生的高鹽廢水經(jīng)TMF微濾膜系統(tǒng)處理后進(jìn)入ST膜裝置進(jìn)行減量化超濃縮。超濃縮產(chǎn)生的含鹽量接近8%Wt的超濃鹽水去濃鹽水處理裝置蒸發(fā)處理。

析出的結(jié)晶體在結(jié)晶分離器內(nèi)下落的過(guò)程中，晶型不斷變大，然后自流入晶漿罐，在晶漿罐內(nèi)晶體進(jìn)一步長(zhǎng)大，再后從晶漿罐底部流出至離心設(shè)備分裝置

氣液分離后密度較小的濃縮液被強(qiáng)制循環(huán)泵打入強(qiáng)制循環(huán)加熱器，濃縮液在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，然后進(jìn)入結(jié)晶分離器，在結(jié)晶分離器內(nèi)有晶體析出，析出的固體經(jīng)收集后賣(mài)至別處。因?yàn)樵}硬度小于堿度，因此，使用氫氧化鈉提高pH值得方法進(jìn)行軟化。水中溶解態(tài)二氧化硅，可被鎂離子形成的氫氧化鎂沉淀時(shí)攜帶沉淀一部分。

如此循環(huán)，離心后的結(jié)晶體送出，母液回流系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，分離出的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器中冷凝。污泥采用板框壓濾處理，濾后水返回調(diào)節(jié)池，污染物最終形成污泥固廢。TMF 設(shè)備，本系統(tǒng)選擇了化學(xué)加藥軟化加管式微濾膜的預(yù)處理工藝。管式微濾膜過(guò)濾精度為0.1μm，具有強(qiáng)度好、耐摩擦、耐高濃度藥劑清洗、可在極高懸浮固體濃度下穩(wěn)定運(yùn)行、可耐受進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)等優(yōu)良性能，作為反滲透的前處理，大大縮短簡(jiǎn)化了工藝流程，減少了系統(tǒng)占地面積。

反滲透設(shè)備，TMF產(chǎn)水及MBR產(chǎn)水經(jīng)泵提升后，進(jìn)入保安過(guò)濾器，保安過(guò)濾器出水經(jīng)高壓泵提升進(jìn)入反滲透裝置，在壓力作用下，大部分水分子和微量其它離子透過(guò)反滲透膜，經(jīng)收集后成為產(chǎn)品水，通過(guò)產(chǎn)水管道進(jìn)入回用水池，通過(guò)回用水泵送至循環(huán)水站;水中的大部分鹽分和膠體、有機(jī)物等不能透過(guò)反滲透膜，隨濃水排至濃水池。

超濃縮設(shè)備

超濃縮設(shè)備利用STRO膜進(jìn)一步濃縮濃水反滲透產(chǎn)生的濃水，以減少蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)量。網(wǎng)管式膜組件由于其卓越的流體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，開(kāi)放式流道和卷式膜組件設(shè)計(jì)，大大降低了反滲透膜組件中常見(jiàn)的污堵和結(jié)垢。

蒸發(fā)裝置

蒸發(fā)器設(shè)計(jì)為順流四效升降膜強(qiáng)制循環(huán)式蒸發(fā)裝置，設(shè)備包括第一、二、三效降膜加熱室各1套，四效升膜加熱室1 套。第一、二、三效分離室各1套，四效分離室1套，進(jìn)料泵、出料泵、一、二、三效循環(huán)泵、一、二、三效布液器、四效強(qiáng)制循環(huán)泵、蒸汽冷凝水泵、冷凝水泵、冷卻水泵，列管式冷凝器。

RO產(chǎn)水口設(shè)止回閥，產(chǎn)水管配有在線(xiàn)電導(dǎo)率儀，在線(xiàn)檢測(cè)產(chǎn)水電導(dǎo)率。濃水管設(shè)有流量控調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)，控制產(chǎn)水的回收率。裝置根據(jù)水池的水位及系統(tǒng)制水量采用自動(dòng)控制運(yùn)行方式，每次停用后能自動(dòng)延時(shí)沖洗。

真空系統(tǒng);預(yù)熱器，冷凝水罐，工藝管道、二次蒸氣管、閥門(mén)、真空表、壓力表、溫度計(jì)、安全閥、取樣口、流量計(jì)、除沫器、噴淋頭、除霧器、電氣控制柜等。每個(gè)加熱器包括主體部分，底部封頭和頂部封頭等。主體部分是一個(gè)內(nèi)部由多根金屬管的焊接外框架。

底部封頭和頂部封頭應(yīng)在主體部位的輪緣部分連接主體部位。分離器通過(guò)管道連接加熱器，分離器外形為帶上下封頭的罐式容器，加熱后的料液從加熱器頂部進(jìn)入分離器，同時(shí)在加熱器中被蒸發(fā)的蒸汽在分離器中上升，從分離器的頂部排出，通過(guò)二次蒸汽管進(jìn)入下一效的加熱器，并成為下一效的熱源，最終冷凝為水。濃縮后的料液與新進(jìn)入分離室的料液混合，從分離器底部的管道進(jìn)入加熱器，形成蒸發(fā)工作循環(huán)。最后階段產(chǎn)生的蒸汽將進(jìn)入冷凝器中，由蒸汽轉(zhuǎn)化為水。真空泵用來(lái)確保壓力在分離器是負(fù)壓的(真空)和水在正常的沸點(diǎn)以下快速蒸發(fā)。

整個(gè)進(jìn)料、蒸發(fā)、出料的過(guò)程在在線(xiàn)儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)控制下，形成連續(xù)作業(yè)的工作過(guò)程。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生部分不凝氣，不凝氣的量不大，但是長(zhǎng)期積累會(huì)在冷凝側(cè)的局部形成較高的濃度，導(dǎo)致傳熱效率明顯下降，本蒸發(fā)系統(tǒng)在各效的加熱室設(shè)有專(zhuān)用的不凝氣體排出口，因此,在蒸發(fā)過(guò)程中定期打開(kāi)各效的不凝氣閥門(mén)進(jìn)行排放，以提高傳熱效率，不凝氣由不凝氣接管接到末端冷凝器，由真空泵排出。

工業(yè)應(yīng)用，20萬(wàn)t/a乙二醇規(guī)模的廠(chǎng)區(qū)各裝置及罐區(qū)產(chǎn)生的地面沖洗排水、初期雨水、生產(chǎn)排水和生活污水的總水量為80m3/h，氣化裝置排放污水為30m3/h，乙二醇裝置排放污水為9.6m3/h，循環(huán)水站和鍋爐系統(tǒng)脫鹽水站排污產(chǎn)生的清凈廢水為250m3/h。產(chǎn)生污水污染物濃度高，不宜直接排放，因此建設(shè)了污水處理零排放裝置。整個(gè)裝置由污水處理和回用水兩部分組成，污水處理裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為130m3/h，即3120m3/d;回用水裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為400m3/h，即6000m3/d。

本套裝置處理后的水能夠全部回用，完全可以達(dá)到零排放。但換熱器可能出現(xiàn)的結(jié)疤現(xiàn)象，在冷卻結(jié)晶過(guò)程中從以下個(gè)方面來(lái)進(jìn)行控制：第一是對(duì)換熱管內(nèi)壁光滑的無(wú)縫管，以此來(lái)抑制晶體在管路表面成核;第二是控制換熱器管內(nèi)循環(huán)液的固含量，讓循環(huán)液內(nèi)包含少量的晶體顆粒。當(dāng)循環(huán)液內(nèi)存在局部過(guò)冷時(shí)，循環(huán)液內(nèi)的晶體顆粒可以作為生長(zhǎng)點(diǎn)，以此來(lái)避免晶體在換熱管內(nèi)壁上生長(zhǎng);第三是控制換熱器管內(nèi)流速，控制循環(huán)速度。

通過(guò)流體的快速?zèng)_刷來(lái)避免晶體在換熱管表面沉積和結(jié)疤。由于本工藝方案中出口晶漿溫度較高，在管道傳輸過(guò)程中容易由于管內(nèi)溶液溫度降低而產(chǎn)生管道堵塞的現(xiàn)象。應(yīng)采取溶液輸送管道保溫的方式來(lái)避免這一現(xiàn)象。第四是控制合理的加熱蒸汽溫度，保證各效間合理的溫度差。另外，四效分離器內(nèi)部由于物料濃度增加，容器內(nèi)出現(xiàn)晶體，為防止出料堵管、晶體沉降粘附容器底部，設(shè)備設(shè)有熱水(或蒸汽)反沖口。

在降膜加熱器中，料液通過(guò)加熱室頂部的布液器均勻地順各加熱管的管壁自上而下流下，在管道中通過(guò)時(shí)被高溫的蒸汽加熱，蒸汽在換熱管外壁變成凝結(jié)水，料液被加熱后蒸發(fā)，蒸汽和未蒸發(fā)的料液一起進(jìn)入分離室，蒸汽通過(guò)二次蒸汽管線(xiàn)離開(kāi)分離室，料液則收集于分離室底部，參與循環(huán)完成繼續(xù)蒸發(fā)。

在升膜加熱器中，料液被加熱后，料液從底部向上方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)入加熱列管，在管道中通過(guò)時(shí)被高溫的蒸汽加熱，蒸汽在換熱管外壁變成凝結(jié)水;料液被加熱后，通過(guò)加熱器頂端噴射入分離器的同時(shí)，完成蒸發(fā);蒸汽通過(guò)二次蒸汽管線(xiàn)離開(kāi)分離室，料液則收集于分離室底部，參與循環(huán)完成繼續(xù)蒸發(fā)。