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甲醇制烯烃(MTO)废水“近零排放”工艺

发布时间:2022-1-7 10:12:07  中国污水处理工程网

  1、有机废水处理工艺

  生化单元设计规模350m3/h,来水为甲醇制烯烃(MTO)净化废水、低浓度污水、PP/PE造粒水、生活污水及初期污染雨水等。MTO工艺在生产轻烯烃产品的同时副产约56%的水,另外还有少量的油类。MTO装置来水COD小于1500mg/L,BOD5大于600mg/L,油小于100mg/L。

  污水处理主要工艺流程为预处理,活性污泥法和MBR工艺进行处理有机工业废水。MTO工艺废水中的油类物质主要以浮油、乳化油或分散油等形式存在于废水中,且后续生化处理采用MBR工艺,对污水中的油含量要求较高。采用平流式隔油池、涡凹气浮和溶气气浮工艺去除水中浮油,乳化油、分散油及大比重的悬浮物、杂质。经过两级气浮处理后出水石油类降到20mg/L以下,两级气浮池前均加入聚合氯化铝(PAC)及聚丙烯酰胺(PAM),将废水中的乳化油进行破乳,增强气浮效果。

  生化部分采用水解酸化。水解酸化池进水采用升流式配水,在污水上升的过程中与填料充分接触,增加废水与微生物的接触面积,提高处理效率。将难降解并可能抑制生化的有机高分子物质转为小分子、易于生化降解的中间体,提高污水的可生化性。曝气池采用推流式配水,采用活性污泥法将污水中的大部分好氧污染物进行氧化分解。曝气池出水自流进入MBR池,使用平板膜进行过滤处理,由于膜的截留作用,使泥水分离,活性污泥回流到曝气池进水端,MBR产水达到初级再生水水质标准,主要用于循环水补水,主要指标如表1所示。

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  2、含盐废水处理工艺

  含盐膜处理单元设计规模350m3/h,主要处理来自循环水场排污水和除盐水站含盐废水,主要污染物有硬度、碱度,溶解性固体和含盐量,来水总硬小于1150mg/L,钙硬小于550mg/L,总碱度小于500mg/L。

  主要工艺为经调节、均质后的含盐废水依次进入石灰乳注射池控制反应pH为10.5~11之间,纯碱注射池及混凝池和废水中的钙镁的碳酸氢盐反应,使Ca2+和Mg2+分别生成难溶的CaCO3和Mg(OH)2沉淀,降低暂时硬度。通过投加聚合硫酸铁和絮凝剂(PAM)增加矾花的密度,提高沉淀效果,在沉淀区设置斜管提高沉淀效果。高效澄清池出水自流到变孔隙滤池,进一步去除水中的悬浮物、胶体,产水浊度降低到5NTU以下。变孔隙滤池出水经自清洗过滤器过滤后至超滤装置,进一步去除胶体和悬浮物。超滤产水经水泵增压输送至一级、二级钠离子交换器去除硬度。出水硬度降低至40mg/L以下,出水经反渗透供水泵增压通过保安过滤器,进入反渗透膜,在渗透压作用下,水分子透过反渗透膜,成为产品水进入优质再生水罐,反渗透出水达到优质再生水水质标准,作为循环水装置和动力锅炉的补充水,其主要指标见表2。

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  3、废水“近零排放”工艺

  本装置包括蒸发单元处理量为60t/h,结晶单元处理量为8.3t/h,主要处理反渗透浓水,一级、二级钠离子交换器再生废液等,蒸发单元主要来水指标:电导率15000~30000μs/cm,总溶解固体小于25000mg/L,钙硬200~500mg/L,氯离子小于7000mg/L,CODcr小于800,总硬250~600mg/L,暂时硬度小于100mg/L。

  主要工艺采用“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”、“晶种法技术”及“混合盐结晶技术”,从含盐废水膜处理单元来的浓盐水进均质调节,再经含盐废水输送泵进入蒸发进料罐,加硫酸调节pH约至5.5~6,浓盐水通过板式换热器与蒸发蒸馏液换热至95℃后进入脱气塔进行脱除盐水中氧气和CO2等不凝气,避免进料在蒸发器中浓缩产生碳酸盐,造成结垢。经除氧的浓盐水进入蒸发循环泵入口与循环盐水混合,盐水从底部经蒸发循环泵送到溢流箱,采用液体分布器将料均匀分布到每个管束内壁形成液膜,然后被蒸发器壳程的蒸汽加热蒸发。蒸汽和盐水一起下降至盐水槽,盐水槽中形成微小硫酸钙晶体,并由盐种循环泵输送到旋流分离器中将盐种与浓盐水分离,盐种重新回到蒸发器。蒸汽经除雾器去除夹带液滴后排出送至蒸汽压缩机,经压缩升压后进入蒸发器壳程继续加热盐水,冷凝后的蒸汽凝液送入蒸馏液罐,然后送入板式换热器与进料换热。

  蒸发结晶产生的浓盐水进入结晶器进行加热闪蒸,蒸汽经过冷凝进行回收利用,浓盐水通过离心脱水机进行固液分离,固体进入危废填埋场。蒸发结晶产生的蒸馏液经过活性炭过滤器和离子交换器去除微量有机物、氨氮,产水质达到优质再生水水质标准,作为循环水和动力装置补充水,产品水控制指标见表3。

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  4、工艺技术特点与优势

  (1)针对不同的废水,进行分类预处理,有针对性的去除污染物,保障后续单元的稳定运行,同时降低单体设计规模,减少投资成本。

  (2)采用先进工艺技术,应用MBR膜的高精度过滤,保证了产水质量,实现废水“零排放”。

  (3)反渗透单元采用高效过滤膜组件,具有脱盐率高、抗污染能力强、回收率高等特点。

  (4)采用强制循环降膜蒸发技术,并运用盐种技术,防止换热器表面形成污垢。

  (5)应用蒸汽压缩循环技术,降低蒸汽的消耗,节省操作费用。

  5、结语

  该项目已稳定运行四年,运行过程中各项指标平稳,产水合格,整个工艺过程完全实现废水“近零排放”。甲醇制烯烃(MTO)工艺是一种以煤基或天然气基合成的甲醇为原料生产低碳烯烃的化工技术,其工艺技术的完善对保障低碳烯烃稳定供给具有重要意义。面对煤化工行业发展迅速,对煤化工污水处理的技术要求也日趋严格,需要我们不断摸索积累,寻求一套高效、抗冲击力、稳定的工艺流程,实现连续、稳定污水“零排放”,才能更好地助推煤化工产业发展。(来源:国家能源集团神华榆林能源化工有限公司)

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