色爱综合区,亚洲中文字幕黄网站,国产三级在线播放欧美,美国一级毛片aa,av无码,天天干,婷婷六月丁香91视频,免费的黄色网站4mmb

安全管理網(wǎng)

石化高鹽廢水處理及零排放回用

作者:許加海 等  
評論: 更新日期:2020年11月10日

石油化工行業(yè)屬于高耗能行業(yè),每年產(chǎn)生大量的高鹽廢水,若將其直接排放到環(huán)境中,會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提升,企業(yè)開始對高鹽廢水進(jìn)行處理,并盡可能地實(shí)現(xiàn)資源化回用,傳統(tǒng)高鹽廢水零排放處理的核心工藝為膜濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶的組合工藝,其副產(chǎn)品結(jié)晶鹽均以混合形式出現(xiàn),含有多種離子,資源化程度不高,最終只能按危險廢物進(jìn)行填埋處理,噸鹽處理成本高達(dá)3 000元以上。因此,混鹽結(jié)晶是目前阻礙實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放的瓶頸問題,探索可行的副產(chǎn)品資源化工藝非常重要,而分鹽工藝就是其中一種重要的途徑。

1 高鹽廢水水質(zhì)分析

多年來,某石化企業(yè)廢水處理場深度處理回用站產(chǎn)生并排放反滲透膜濃水約50 m3/h,總?cè)芙夤腆w(TDS)為17 640~24 600 mg/L,屬于典型的高鹽廢水,高鹽廢水水質(zhì)見表 1。

1.jpg

由表 1可知,高鹽廢水具有高電導(dǎo)率、高TDS、高Cl-、高Na+、高SO42-的特點(diǎn),屬于典型的NaCl-Na2SO4型高含鹽廢水,廢水中含有較高濃度的Ca2+和(重)碳酸鹽堿度,含有的離子種類較多,COD較高。

2 廢水處理流程設(shè)計思路

根據(jù)企業(yè)發(fā)展的需要,該企業(yè)確定將該高鹽廢水中的鹽水分離,使水回用于循環(huán)冷卻水等系統(tǒng),鹽經(jīng)分鹽處理分為NaCl、NaSO4等,從而實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的零排放和資源化回用。

目前,分鹽結(jié)晶工藝主要有直接熱法分鹽結(jié)晶工藝和膜法+結(jié)晶分鹽結(jié)晶工藝:直接熱法分鹽結(jié)晶工藝是利用水中不同無機(jī)鹽的溶解度差異,控制適合的運(yùn)行溫度和濃縮度實(shí)現(xiàn)鹽水分離,該工藝相對成熟,但結(jié)晶鹽的品質(zhì)及回收率較低,不利于鹽的資源化利用;膜法+結(jié)晶分鹽結(jié)晶工藝則是利用Cl-和SO42-離子半徑或電荷等的差異,通過膜實(shí)現(xiàn)不同鹽的分離和富集,再經(jīng)結(jié)晶得到固體。

膜分離通常采用電滲析分鹽和納濾分鹽兩種,其中納濾分鹽對原水組分波動的適應(yīng)性更強(qiáng)。主要采用多效蒸發(fā)(MED)或機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)分離出NaCl結(jié)晶,其中MVR比MED的能量利用率更高,蒸發(fā)溫度控制更靈活,蒸發(fā)出的有害氣體更少,更適合用于廢水處理;Na2SO4結(jié)晶段主要采用熱法或冷凍法,其中冷凍法結(jié)晶鹽純度更高。

本研究根據(jù)現(xiàn)有高鹽廢水水質(zhì)特點(diǎn)和各分鹽結(jié)晶工藝的優(yōu)缺點(diǎn),采用納濾將高鹽廢水分離為NaCl水溶液和以Na2SO4為主的雜鹽水溶液,分離出的NaCl溶液經(jīng)RO膜濃縮后作為鹵水用于離子樹脂再生,或采用MVR工藝蒸發(fā)裝置結(jié)晶為工業(yè)NaCl;分離出的Na2SO4雜鹽經(jīng)過RO膜濃縮,采用冷凍結(jié)晶法處理生產(chǎn)工業(yè)品Na2SO4和少量雜鹽,濃縮和結(jié)晶過程分離出的水回用于循環(huán)冷卻水等系統(tǒng)。

為了既能避免膜分離過程中納濾膜、濃縮過程中RO膜的頻繁污堵和結(jié)晶裝置的嚴(yán)重結(jié)垢,又能提高產(chǎn)鹽純度,本研究在高鹽廢水進(jìn)入分鹽結(jié)晶工藝前進(jìn)行預(yù)處理,以降低廢水中硬度、堿度、硅酸鹽,懸浮物、油分等有害組分。

3 工藝流程

本研究采用預(yù)處理(脫硬沉淀、多介質(zhì)過濾、臭氧催化氧化、脫碳、陽離子交換樹脂床)、納濾、RO、蒸發(fā)等模塊組裝了小型實(shí)驗(yàn)裝置,對現(xiàn)場高鹽廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理,以驗(yàn)證處理思路的可行性。實(shí)驗(yàn)裝置處理規(guī)模為50 L/h,實(shí)驗(yàn)時間為30 d。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,預(yù)處理段Ca2+、Mg2+、堿度、二氧化硅、COD的去除率分別為99.2%~99.8%、99.1%~99.7%、92.1%~95.8%、91.2%~95.2%、90.4%~94.2%。實(shí)驗(yàn)裝置出水TDS為116~169 mg/L,Ca2+為2.1~2.8 mg/L,Mg2+為1.2~1.9 mg/L,總堿度為35.2~38.1 mg/L,COD為6.7~10.2 mg/L。結(jié)晶產(chǎn)物主要為Na2SO4和NaCl,NaCl結(jié)晶鹽純度達(dá)96.3%~98.5%,Na2SO4結(jié)晶鹽純度達(dá)97.2%~99.0%。分離出的水和鹽分別達(dá)到循環(huán)水系統(tǒng)回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(HG/T 3923—2007)和工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 5462—2015)、(GB/T 6009—2014)。

3.1 設(shè)計規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證可行后,按照設(shè)計思路進(jìn)行工藝流程設(shè)計,并建立相應(yīng)處理設(shè)施。設(shè)計水量為50 m3/h,進(jìn)出水控制標(biāo)準(zhǔn)見表 2。

2.jpg

3.2 工藝流程簡介

高鹽廢水整個處理流程包括預(yù)處理、納濾分鹽和鹽水分離三部分。預(yù)處理段包括高效沉淀、高速過濾、中和-脫碳、臭氧催化氧化、微濾、陽離子交換等,通過預(yù)處理,降低廢水中硬度、堿度、硅酸鹽、懸浮物、油分等有害組分,使廢水滿足膜元件和分鹽要求;納濾分鹽段利用納濾膜的道南離子效應(yīng)和孔徑篩分原理將廢水分為NaCl(KCl)溶液和Na2SO4溶液;鹽水分離段包括NaCl鹽水分離部分和Na2SO4鹽水分離部分,分別利用RO膜再濃縮、MVR蒸發(fā)和冷凍結(jié)晶等將鹽水分離,工藝流程見圖 1。

3.jpg

蓄水罐中的高鹽廢水被泵入高效沉淀池,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH至11.5~12.5,在沉淀池中加入Na2CO3,水中的Ca2+、Mg2+分別與水中的碳酸鹽和堿反應(yīng)形成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀,通過調(diào)節(jié)回流泥量和Na2CO3、NaOH加入量,控制沉淀池出水總硬度小于50 mg/L(以CaCO3計),沉淀池污泥干化后送入石灰廠焙燒;沉淀池出水經(jīng)多介質(zhì)高速過濾器過濾,除去水中的機(jī)雜和未沉淀的碳酸鈣、氫氧化鎂等懸浮物,控制出水懸浮物小于5 mg/L,過濾器反洗水排入廢水蓄水罐;過濾后的出水泵入中和池中,加入鹽酸調(diào)節(jié)pH調(diào)至5.5~6.5后,進(jìn)入脫碳塔中充分曝氣脫碳,控制碳酸鹽堿度小于10.0 mg/L(以CaCO3計);降硬脫碳后的廢水泵入臭氧催化氧化處理池,在催化劑的作用下,用臭氧將水中剩余有機(jī)物去除,通過調(diào)節(jié)臭氧加入量和尾氣回流,控制出水COD小于20 mg/L;凈化后的廢水經(jīng)微濾裝置精細(xì)過濾后進(jìn)入陽離子交換樹脂,進(jìn)一步脫除鈣鎂,將總硬度降至5.0 mg/L(以CaCO3計)以下,樹脂再生廢水排入廢水蓄水罐。

經(jīng)預(yù)處理降硬凈化后的廢水,進(jìn)入納濾裝置進(jìn)行分鹽處理,納濾產(chǎn)水為NaCl溶液,納濾濃水是以Na2SO4為主的雜鹽水溶液。

分離出的2種鹽溶液進(jìn)入鹽水分離段,分別進(jìn)行再濃縮和結(jié)晶處理。NaCl溶液經(jīng)過RO(Ⅰ)再濃縮,濃液中的NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)可濃縮至約10%,濃縮液部分作為離子交換樹脂再生劑,余下再進(jìn)入MVR進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,制備NaCl結(jié)晶鹽;Na2SO4雜鹽溶液經(jīng)RO(Ⅱ)再濃縮,濃縮液進(jìn)入冷凍結(jié)晶段分出Na2SO4結(jié)晶鹽,冷凍水進(jìn)行濃縮后再干燥產(chǎn)出雜鹽。鹽水分離段RO(Ⅰ)、RO(Ⅱ)產(chǎn)水和結(jié)晶單元出水送至回用水箱,回用于廠區(qū)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

3.3 各單元參數(shù)

(1)高效沉淀池。1座,尺寸6 200 mm×4 200 mm× 4 100 mm,混凝土基礎(chǔ)覆外殼Q235碳鋼襯膠材質(zhì),處理量為50 m3/h,反應(yīng)區(qū)停留時間為20 min,澄清區(qū)停留時間為40 min。

(2)高速多介質(zhì)過濾器。3臺,2用1備,并聯(lián)運(yùn)行,尺寸D3 100 mm×1 120 mm,Q235碳鋼襯膠材質(zhì),單臺處理量為25 m3/h,濾料為活性炭/石英砂/磁鐵礦三層,過濾速度為25~40 m/h,反洗水反洗強(qiáng)度為40 m3/(m2·h),反沖洗時間為4~6 min。

(3)臭氧催化氧化裝置。1套,尺寸D 4 000 mm×7 000 mm,Q235碳鋼襯膠材質(zhì),臭氧發(fā)生量為50 kg/h,催化劑為LCO臭氧高效催化氧化催化劑,反應(yīng)時間為60 min。

(4)微濾單元。1套,管式膜,膜管內(nèi)徑為12.7 mm,膜孔徑為0.05 μm,錯流過濾,產(chǎn)水率≥96%。

(5)中和池。1座,尺寸5 200 mm×4 200 mm× 4 100 mm,Q235碳鋼襯膠材質(zhì)。

(6)脫碳塔。1座,尺寸D1 200 mm×3 500 mm,外殼Q235碳鋼襯膠材質(zhì),填料為UPVC拉西環(huán),處理量為50 m3/h。

(7)陽離子交換器。3臺,2用1備;鈉型陽離子交換樹脂,單臺處理量為25 m3/h,進(jìn)水壓力為0.7 MPa。

(8)納濾單元。1套,膜元件采用NF90-4040型陶氏納濾膜,處理量為50 m3/h,產(chǎn)水率大于90%。

(9)再濃縮單元(RO):2套,碟管式反滲透(DTRO);運(yùn)行壓力為16 MPa;RO(Ⅰ)處理量為37.1 m3/h,RO(Ⅱ)處理量為6.2 m3/h。

(10)結(jié)晶單元:NaCl結(jié)晶單元采用MVR低溫蒸發(fā)器,2臺,1用1備,過流部件為316 L不銹鋼材質(zhì);設(shè)計處理量為8 m3/h;蒸發(fā)溫度為50~60 ℃。Na2SO4結(jié)晶單元采用冷凍結(jié)晶工藝,2臺,1用1備;碳鋼/304不銹鋼材質(zhì);設(shè)計處理量為6 m3/h;結(jié)晶溫度為0 ℃。

4 運(yùn)行情況

高鹽廢水處理設(shè)施于2019年2月建成并開始投入運(yùn)行,經(jīng)一個月調(diào)試后穩(wěn)定運(yùn)行至今。

4.1 產(chǎn)水水質(zhì)

高鹽廢水處理設(shè)施產(chǎn)水水質(zhì)見圖 2。

4.jpg

由圖 2可知,處理裝置RO及結(jié)晶單元產(chǎn)水混合后,TDS≤200 mg/L、COD≤20.0 mg/L、Cl-≤30.0 mg/L、氨氮≤4.5 mg/L、Ca2+(以碳酸鈣計)≤5.0 mg/L、總堿度(以碳酸鈣計)≤40.0 mg/L。水質(zhì)優(yōu)于循環(huán)水系統(tǒng)供水水質(zhì),可回用于循環(huán)水系統(tǒng)。

4.2 產(chǎn)鹽品質(zhì)

RO(Ⅰ)濃水中NaCl鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.0%~9.8%,可作為離子交換樹脂再生劑;NaCl結(jié)晶鹽純度達(dá)95.26%,符合《工業(yè)鹽》(GB/T 5462—2015)中日曬工業(yè)鹽Ⅰ級;Na2SO4結(jié)晶鹽純度達(dá)98.71%,符合《工業(yè)無水硫酸鈉》(GB/T 6009—2014)中Ⅲ類一等品,從而實(shí)現(xiàn)了鹽的資源化利用。

4.3 設(shè)施運(yùn)行情況

處理設(shè)施各控制指標(biāo)采用在線檢測,各過程實(shí)現(xiàn)自動化控制,處理系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。水回用率達(dá)98%,鹽回收率達(dá)90%。

5 經(jīng)濟(jì)分析

年減排廢水43.2萬t,年節(jié)約污水外排處理費(fèi)用約4 320萬元;年回用水42.05萬t,年節(jié)約工業(yè)水費(fèi)88.51萬元;生產(chǎn)的NaCl溶液(作為離子交換樹脂再生液)和結(jié)晶鹽副產(chǎn)品均可用于工業(yè)生產(chǎn),離子交換樹脂再生液年收益25.41萬元,NaCl及Na2SO4結(jié)晶鹽年收益為165.41萬元。噸水消耗化學(xué)品及相應(yīng)服務(wù)費(fèi)用為1.42元;噸水動力費(fèi)(水、電)為28.34元;噸水雜鹽處理費(fèi)為4.65元,噸水綜合處理成本為34.41元。實(shí)現(xiàn)年經(jīng)濟(jì)收益3 112.82萬元。

6 結(jié)論

(1)采用高效沉淀池-高速過濾器-脫碳-臭氧催化氧化-微濾-離子交換樹脂-納濾分鹽-RO再濃縮-MVR蒸發(fā)結(jié)晶及冷凍結(jié)晶復(fù)合零排放分鹽工藝處理某石化企業(yè)高含鹽廢水,回用于廠區(qū)循環(huán)冷卻水系統(tǒng),工藝運(yùn)行穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)了高鹽廢水零排放。

(2)采用分鹽結(jié)晶零排放工藝,得到的副產(chǎn)品鹽濃縮液作為離子樹脂再生液,大部分結(jié)晶鹽可進(jìn)行資源化再利用,解決了高含鹽廢水零排放工程中的混鹽結(jié)晶難以資源化處理的問題。

網(wǎng)友評論 more
創(chuàng)想安科網(wǎng)站簡介會員服務(wù)廣告服務(wù)業(yè)務(wù)合作提交需求會員中心在線投稿版權(quán)聲明友情鏈接聯(lián)系我們