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煤化工高盐废水运行效果研究

行业资讯浏览次数:128发布时间:20-08-08

我国的煤炭资源相对丰富,地理分布广泛.近年来,随着国家西部大开发战略的实施,煤化工产业发展迅速.但是,煤化工具有耗煤量大,耗水量大,排污量大的特点,中国的煤炭资源和水资源呈反向分布.煤炭资源丰富的西北地区多为干旱地区,水资源稀缺(1),因此,水资源的过度利用和破坏被认为是煤化工面临的最严重的环境问题[2].

近年来,一些地方相继颁布了严格的废水排放标准,以实现"废水零排放"的目标,这已成为煤化工行业发展的需求和外部需求.[3].

煤化工的高盐废水主要来自于气体净化过程中的洗气废水,循环水系统排水,软化水系统排水和回用系统浓缩水[3].目前,高盐废水的深度处理通常采用各种组合工艺,以达到高盐废水"零排放"的目的.

目前"零排放"技术主要是"混合盐零排放",仅实现废水的零排放,最终产生的结晶盐为混合盐.这些杂盐不仅不能循环利用,而且还被定义为危险废物,大大增加了成本和处置难度.如果处理不当,很容易给周围环境带来二次污染的风险.

可以看出,"优质盐零排放"技术的发展,在实现废水零排放的同时,将高盐水中的氯化钠和硫酸钠分离并重新用作资源.当前煤化工高盐废水处理的趋势.

因此,本文建立了煤化工高盐废水零排放中试装置,并进行连续稳定运行,以进一步分析和研究中试装置的运行效果.排放技术的工程应用提供了数据支持.

1.测试部分

1.1测试设备

在该测试中,建立了一个进水量为10m3 / h的中试装置,并从一家煤化工公司回收了水,产生了浓盐水.该系统用作原水,并采用了多种组合处理工艺,以实现废水的零排放以及产品水和产品盐的标准回用.中试工厂的总水回收率大于98%,结晶盐收率大于85%.处理流程如图1所示.

1.2测试原理

浓缩盐水经软化沉淀池处理,并进行超滤处理以去除硬度,然后通过浓缩水反渗透浓缩碱度,硅,悬浮固体等杂质并进行脱盐,并进行回收.反渗透水率约80%;反渗透浓缩水被离子交换剂深层软化,然后进入高压纳滤系统进行盐的初步分析.

纳滤膜是一种功能性半透膜,可让溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子通过[4].一般来说,一价阴离子的盐(例如Cl-)可以穿透膜,但是多价阴离子的盐(例如SO42-)的排斥率很高[4].纳滤膜的这种现象称为"唐南效应".被纳滤膜截留后,几乎所有的硫酸根都保留在浓水侧,截留率高达97%.纳滤进水压力为30-35 bar,回水率为65%-70%.

同时,纳滤膜对有机物的排斥率高达85%,这增加了浓缩水侧有机物的浓度.因此,设置高级氧化以去除有机物并减少颜色以确保纯度和百度.纳滤产物水被高压平膜浓缩,然后进入单效蒸发器,产生氯化钠和少量杂质.先进的氧化流出物被高压平膜浓缩,然后进入三效蒸发器和冷冻结晶器进行最终的盐分离,从而生成硫酸钠和氯化钠.

对于煤化工高盐废水,水中的Na +,Cl-和SO42-之和通常占总溶解固体(TDS)的比例大于90%.因此,煤化工高盐废水蒸发和结晶的主要产物是氯化钠和硫酸钠.根据三元盐水系统的相图[5],通过控制蒸发温度,压力和液体浓度等参数,可以分别实现硫酸钠和氯化钠的蒸发和结晶.

1.3测试方法

中试厂的给水取自再生水回用系统的浓盐水.系统调试稳定后,将连续运行10天,并对产品用水,氯化钠和硫酸钠产品盐进行采样测试,测试频率为每天一次.

产品水的采样方法是每6小时采样一次,每天4次,每次250ml,将4个样品均匀混合并进行测试.

氯化钠和硫酸钠产品盐的采样方法是每12小时采样一次,每天采样2次,每次采样100g,将两个采样混合并均匀后进行测试.

< p> 2.结果与讨论

2.2产品水

先导测试装置在连续运行期间,各种水的浓度产品水的质量指标如图2至图4所示.

图2产品水溶性总固体(​​TDS)浓度

图3产品水CODCr ,Cl-,SO42浓度和总硬度

图4产品水氨氮和二氧化硅的浓度

该图显示,在中试装置的连续运行过程中,产品水TDS,CODCr,Cl-,SO42-,总硬度,氨氮和二氧化硅的平均浓度为441.0 mg / L,9.8mg / L,131.4mg / L,47.1mg / L,35.7mg / L,0.8mg / L和1.0mg / L,各项指标的浓度可以稳定地达到《城市污水循环工业用水水质》(GB / T 19923-2005)《开放式循环冷却水系统补充水》标准,达标率为100%.

2.3产品盐

2.3.1纯度

图5氯化钠和硫酸钠产品的盐纯度

可以看出,氯化钠的平均纯度高达99.7%,可以达到"工业盐"的水平."(GB / T 5462-2015),"精制工业干盐溢价"标准,达标率为100%;无水硫酸钠的平均纯度为98.2%,可以达到"工业无水硫酸钠"(GB / T 6009-2014)中的"II"级."一级"标准的达标率为70%,100级为100 %用于"II类合格产品"标准.

2.3.2硫酸根或氯离子含量

氯化钠产品盐中的硫酸根离子含量和硫酸钠产品盐中的氯含量(以Cl计算)如图6所示

图6产品盐中的硫酸根离子或氯离子含量

可以看出,氯化钠中的硫酸根离子平均含量为0.14%,可以满足《工业盐》(GB / T5462-2015)《精制工业干盐溢价》标准.100%;无水硫酸钠中氯化物的平均含量为0.55%,可以达到《工业无水硫酸钠》(GB / T 6009-2014)中"二类一等品"的标准,达标率为70%,达到"II""合格产品"标准的合格率为100%.

2.3.3钙镁离子含量

氯化钠和氯化钠中钙镁离子含量硫酸盐盐显示在图7中.

图7产品盐中钙和镁离子的含量

可以看出,钙和镁的平均含量氯化钠中的镁离子为0.03%,符合《工业盐》(GB / T5462-2015)《精制工业干盐溢价》标准,合格率为100%;无水硫酸钠中钙和镁离子的平均含量为0.06%,可以满足《工业无水硫酸钠》(GB / T 6009-2014)中的"一级产品"标准.90%,达到"II类第一类"标准."等效"标准的符合率为100%.

2.3.4水不溶物含量

氯化钠和硫酸钠产品盐的水不溶物含量如图8所示.

图8产品盐中水不溶物的含量

氯化钠中水不溶物的平均含量为0.07%,可以达到《工业盐》(GB / T5462-2015)中"精制工业干盐1级"标准,达标率为80%,达到"精制工业".二级干盐"标准达标率为100%;无水硫酸钠的平均水不溶物含量为0.10%,可以达到"工业无水硫酸钠中的II"(GB / T 6009-2014)"一流产品"标准的达标率为60% ,"II类合格产品"标准的符合率为100%.

总而言之,中试工厂生产的氯化钠产品盐可以达到"工业盐"(GB / T5462-2015)中"精制工业干盐II级"标准的100%.主要控制项目是水不溶物.除水不溶物外,所有指标均达到"精制工业干盐"标准的100%;无水硫酸钠产品盐可以达到"工业无水硫酸钠"(GB / T6009-2014)"II类合格产品"标准的100%,各项指标的平均值可以达到"II类一流产品"标准,但没有一个可以达到100%的标准.

3.结论

通过上述中试结果和讨论,可以得出以下结论:

(1)中试产品的水质优良,所有水质指标均可以达到"开放式循环冷却水系统补充水"标准的"城市废水回收利用工业用水水质"(GB / T 19923-2005)的100%.

(2)除水以外,氯化钠产品盐的各项指标均可达到"工业盐"(GB / T 5462-2015)中"精制工业干盐2级"标准的100%不溶物所有其他指标均可达到"精制工业干盐的优良等级"标准的100%.

(3)无水硫酸钠产品盐的各项指标可以达到"工业无水硫酸钠"(GB / T 6009-2014)中"II类合格产品"标准的100%.

(4)中试厂对煤化工中的高盐水具有良好的处理效果,可以完全实现工业废水的零排放以及产品水和产品盐的资源利用.