甲醇制烯烴(MTO)廢水“近零排放”工藝

　　1、有機廢水處理工藝

　　生化單元設計規模350m3/h，來(lái)水為甲醇制烯烴(MTO)凈化廢水、低濃度污水、PP/PE造粒水、生活污水及初期污染雨水等。MTO工藝在生產(chǎn)輕烯烴產(chǎn)品的同時(shí)副產(chǎn)約56%的水，另外還有少量的油類(lèi)。MTO裝置來(lái)水COD小于1500mg/L，BOD5大于600mg/L，油小于100mg/L。

　　污水處理主要工藝流程為預處理，活性污泥法和MBR工藝進(jìn)行處理有機工業(yè)廢水。MTO工藝廢水中的油類(lèi)物質(zhì)主要以浮油、乳化油或分散油等形式存在于廢水中，且后續生化處理采用MBR工藝，對污水中的油含量要求較高。采用平流式隔油池、渦凹氣浮和溶氣氣浮工藝去除水中浮油，乳化油、分散油及大比重的懸浮物、雜質(zhì)。經(jīng)過(guò)兩級氣浮處理后出水石油類(lèi)降到20mg/L以下，兩級氣浮池前均加入聚合氯化鋁(PAC)及聚丙烯酰胺(PAM)，將廢水中的乳化油進(jìn)行破乳，增強氣浮效果。

　　生化部分采用水解酸化。水解酸化池進(jìn)水采用升流式配水，在污水上升的過(guò)程中與填料充分接觸，增加廢水與微生物的接觸面積，提高處理效率。將難降解并可能抑制生化的有機高分子物質(zhì)轉為小分子、易于生化降解的中間體，提高污水的可生化性。曝氣池采用推流式配水，采用活性污泥法將污水中的大部分好氧污染物進(jìn)行氧化分解。曝氣池出水自流進(jìn)入MBR池，使用平板膜進(jìn)行過(guò)濾處理，由于膜的截留作用，使泥水分離，活性污泥回流到曝氣池進(jìn)水端，MBR產(chǎn)水達到初級再生水水質(zhì)標準，主要用于循環(huán)水補水，主要指標如表1所示。

　　2、含鹽廢水處理工藝

　　含鹽膜處理單元設計規模350m3/h，主要處理來(lái)自循環(huán)水場(chǎng)排污水和除鹽水站含鹽廢水，主要污染物有硬度、堿度，溶解性固體和含鹽量，來(lái)水總硬小于1150mg/L，鈣硬小于550mg/L，總堿度小于500mg/L。

　　主要工藝為經(jīng)調節、均質(zhì)后的含鹽廢水依次進(jìn)入石灰乳注射池控制反應pH為10.5～11之間，純堿注射池及混凝池和廢水中的鈣鎂的碳酸氫鹽反應，使Ca2+和Mg2+分別生成難溶的CaCO3和Mg(OH)2沉淀，降低暫時(shí)硬度。通過(guò)投加聚合硫酸鐵和絮凝劑(PAM)增加礬花的密度，提高沉淀效果，在沉淀區設置斜管提高沉淀效果。高效澄清池出水自流到變孔隙濾池，進(jìn)一步去除水中的懸浮物、膠體，產(chǎn)水濁度降低到5NTU以下。變孔隙濾池出水經(jīng)自清洗過(guò)濾器過(guò)濾后至超濾裝置，進(jìn)一步去除膠體和懸浮物。超濾產(chǎn)水經(jīng)水泵增壓輸送至一級、二級鈉離子交換器去除硬度。出水硬度降低至40mg/L以下，出水經(jīng)反滲透供水泵增壓通過(guò)保安過(guò)濾器，進(jìn)入反滲透膜，在滲透壓作用下，水分子透過(guò)反滲透膜，成為產(chǎn)品水進(jìn)入優(yōu)質(zhì)再生水罐，反滲透出水達到優(yōu)質(zhì)再生水水質(zhì)標準，作為循環(huán)水裝置和動(dòng)力鍋爐的補充水，其主要指標見(jiàn)表2。

　　3、廢水“近零排放”工藝

　　本裝置包括蒸發(fā)單元處理量為60t/h，結晶單元處理量為8.3t/h，主要處理反滲透濃水，一級、二級鈉離子交換器再生廢液等，蒸發(fā)單元主要來(lái)水指標：電導率15000～30000μs/cm，總溶解固體小于25000mg/L，鈣硬200～500mg/L，氯離子小于7000mg/L，CODcr小于800，總硬250～600mg/L，暫時(shí)硬度小于100mg/L。

　　主要工藝采用“機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”、“晶種法技術(shù)”及“混合鹽結晶技術(shù)”，從含鹽廢水膜處理單元來(lái)的濃鹽水進(jìn)均質(zhì)調節，再經(jīng)含鹽廢水輸送泵進(jìn)入蒸發(fā)進(jìn)料罐，加硫酸調節pH約至5.5～6，濃鹽水通過(guò)板式換熱器與蒸發(fā)蒸餾液換熱至95℃后進(jìn)入脫氣塔進(jìn)行脫除鹽水中氧氣和CO2等不凝氣，避免進(jìn)料在蒸發(fā)器中濃縮產(chǎn)生碳酸鹽，造成結垢。經(jīng)除氧的濃鹽水進(jìn)入蒸發(fā)循環(huán)泵入口與循環(huán)鹽水混合，鹽水從底部經(jīng)蒸發(fā)循環(huán)泵送到溢流箱，采用液體分布器將料均勻分布到每個(gè)管束內壁形成液膜，然后被蒸發(fā)器殼程的蒸汽加熱蒸發(fā)。蒸汽和鹽水一起下降至鹽水槽，鹽水槽中形成微小硫酸鈣晶體，并由鹽種循環(huán)泵輸送到旋流分離器中將鹽種與濃鹽水分離，鹽種重新回到蒸發(fā)器。蒸汽經(jīng)除霧器去除夾帶液滴后排出送至蒸汽壓縮機，經(jīng)壓縮升壓后進(jìn)入蒸發(fā)器殼程繼續加熱鹽水，冷凝后的蒸汽凝液送入蒸餾液罐，然后送入板式換熱器與進(jìn)料換熱。

　　蒸發(fā)結晶產(chǎn)生的濃鹽水進(jìn)入結晶器進(jìn)行加熱閃蒸，蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝進(jìn)行回收利用，濃鹽水通過(guò)離心脫水機進(jìn)行固液分離，固體進(jìn)入危廢填埋場(chǎng)。蒸發(fā)結晶產(chǎn)生的蒸餾液經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器和離子交換器去除微量有機物、氨氮，產(chǎn)水質(zhì)達到優(yōu)質(zhì)再生水水質(zhì)標準，作為循環(huán)水和動(dòng)力裝置補充水，產(chǎn)品水控制指標見(jiàn)表3。

　　4、工藝技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢

　　(1)針對不同的廢水，進(jìn)行分類(lèi)預處理，有針對性的去除污染物，保障后續單元的穩定運行，同時(shí)降低單體設計規模，減少投資成本。

　　(2)采用先進(jìn)工藝技術(shù)，應用MBR膜的高精度過(guò)濾，保證了產(chǎn)水質(zhì)量，實(shí)現廢水“零排放”。

　　(3)反滲透單元采用高效過(guò)濾膜組件，具有脫鹽率高、抗污染能力強、回收率高等特點(diǎn)。

　　(4)采用強制循環(huán)降膜蒸發(fā)技術(shù)，并運用鹽種技術(shù)，防止換熱器表面形成污垢。

　　(5)應用蒸汽壓縮循環(huán)技術(shù)，降低蒸汽的消耗，節省操作費用。

　　5、結語(yǔ)

　　該項目已穩定運行四年，運行過(guò)程中各項指標平穩，產(chǎn)水合格，整個(gè)工藝過(guò)程完全實(shí)現廢水“近零排放”。甲醇制烯烴(MTO)工藝是一種以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴的化工技術(shù)，其工藝技術(shù)的完善對保障低碳烯烴穩定供給具有重要意義。面對煤化工行業(yè)發(fā)展迅速，對煤化工污水處理的技術(shù)要求也日趨嚴格，需要我們不斷摸索積累，尋求一套高效、抗沖擊力、穩定的工藝流程，實(shí)現連續、穩定污水“零排放”，才能更好地助推煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(來(lái)源：國家能源集團神華榆林能源化工有限公司)