煤化工示范项目废水处理工艺分析

    目前 煤化工 行业的热点领域主要集中在煤液化、煤制甲醇、二甲醚等领域。

    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

序号	水量（m3/h）	水质（mg/L）
		PH	CODcr	SS
1	669	6～9	1000	114

    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

序号	装置名称	水量（m3/h）	水质（mg/L）
			PH	CODcr	SS
1	设计进水	669	6~9	1000	114
2	设计出水	669	6~9	20	10
3	实际运行出水	670	7.23	<10~20	<5~10

    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》。