煤制乙二醇項目廢水特點(diǎn)及處理思路

總第162期山2016年第2期SHANXI CHEMICAL INDUSTRYNo.2,2016環(huán)境保護DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2016.02.31煤制乙二醇項目廢水特點(diǎn)及處理思路光喜萍(山西省環(huán)境保護技術(shù)評估中心,山西太原030024)摘要:概述了目前煤制乙二醇項目的工藝技術(shù)路線(xiàn),分析了草酸酯法煤制乙二醇項目各生產(chǎn)工序廢水特點(diǎn),重點(diǎn)對不同煤氣化工藝的廢水及酯化工序含鹽廢水提出了有針對性的預處理思路。在此基礎上,制訂了煤制乙二醇廢水后續生化處理及深度處理方案。關(guān)鍵詞:煤制乙二醇;氣化廢水;酯化含鹽廢水;預處理;生化處理中圖分類(lèi)號:X703文獻標識碼:A文章編號:1004-7050(2016)02009903引言揮發(fā)的液體,吸水性強,有甜味2我國煤炭資源相對豐富,因此煤制乙二醇逐漸煤制乙二醇在2009年初被列入國家石化產(chǎn)業(yè)成為我國煤化工發(fā)展的重點(diǎn)方向,是生產(chǎn)乙二醇產(chǎn)調整和振興規劃。隨著(zhù)我國聚酯產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,品的主要途徑。目前,煤制乙二醇主要技術(shù)路線(xiàn)有大大提升了對主要原料乙二醇的需求,國內掀起了3種:煤制乙二醇投資熱。目前,我國建成、在建、擬建、規1)直接合成路線(xiàn)劃的煤制乙二醇項目有30多個(gè),乙二醇產(chǎn)能共計高以煤為原料制取合成氣(CO、H2),再由合成氣達285萬(wàn)t/a1l步直接合成乙二醇。合成氣直接合成乙二醇工藝草酸酯法煤制乙二醇項目生產(chǎn)技術(shù)核心為煤氣最早由美國杜邦公司于1947年提出。此技術(shù)反應化及合成氣羰化耦合,因不同煤氣化工藝產(chǎn)生廢水條件苛刻,需要催化劑和高溫、高壓34。的污染程度不同,酯化工序中產(chǎn)生的廢水中主要含2)甲醇甲醛路線(xiàn)硝酸鹽、亞硝酸鹽及有機物,且硝酸鹽類(lèi)物質(zhì)含量可以煤為原料,通過(guò)氣化、變換、凈化后得到合成達到2%以上。上述工序廢水如直接進(jìn)入全廠(chǎng)污水氣,由合成氣制甲醇,再由甲醇制乙烯,乙烯氧化得處理系統,會(huì )對污水處理造成較大的沖擊負荷,影響到環(huán)氧乙烷,最后由環(huán)氧乙烷水合法制取乙二醇。出水的穩定達標。因此,尋求合理可行的煤氣化廢3)草酸酯路線(xiàn)水及酯化廢水預處理方案,確保后續污水處理系統以煤為原料,通過(guò)氣化、變換凈化及分離提純正常運行,對于現有及在建煤制乙二醇項目來(lái)說(shuō)具后分別得到CO和H2,CO通過(guò)催化偶聯(lián)合成草酸有重要的意義。酯,草酸酯加氫生成乙二醇。該工藝流程短,成本1煤制乙二醇項目工藝技術(shù)路線(xiàn)低,是目前國內最受關(guān)注的煤制乙二醇技術(shù),也是目前煤制乙二醇生產(chǎn)企業(yè)應用較廣的工藝。乙二醇(俗名甘醇)是一種重要的有機化工原料,分子式CHO,是具有黏性、無(wú)色、無(wú)臭及不易2煤制乙二醇項目廢水來(lái)源草酸酯法生產(chǎn)乙二醇過(guò)程中的工藝廢水主要來(lái)收稿日期:2016-01-11作者簡(jiǎn)介:光喜萍,女,1977年出生,2013年畢業(yè)于山西大學(xué)環(huán)境工源于煤氣化、變換、凈化及DMO生產(chǎn)中酯化及乙二程專(zhuān)業(yè),碩士學(xué)位,工程師,從事化工、焦化等行業(yè)建設項目環(huán)境影響醇精餾工段。污染源及主要污染物如第100頁(yè)表1評價(jià)的技術(shù)評估工作所示山西化工100·sxhxgy@163.com第36卷表1草酸酯法煤制乙二醇項目的廢水特征表2不同煤氣化工藝的廢水水質(zhì)主要污染源主要污染物污染物種類(lèi)一物質(zhì)受濃度/mg1固定床流化床氣流床氣化裝置工藝廢水COD、BOD、揮發(fā)酚、氟化物10~20總氪、氨氦、硫化物甲酸化合物100~12變換冷凝液NH3-N、H2S苯酚1500~5500<10氨3500~900090001300~2700凈化廢水(以低溫甲醇洗為例)甲醇氰化物D3500~23000200~酯化廢水醇類(lèi)、BOD、硝酸鹽類(lèi)不同氣化工藝廢水經(jīng)有針對性的預處理后,出乙二醇精餾廢水甲醇、乙醇、甲酸甲酯水水質(zhì)參考如表3所示。3煤制乙二醇項目廢水處理思路表3不同煤氣化工藝廢水經(jīng)預處理后的廢水水質(zhì)污染物質(zhì)量濃度/mg·L3.1氣化廢水預處理污染物種類(lèi)固定床流化床氣流床由于煤氣化工藝和煤質(zhì)的不同,隨之產(chǎn)生的污100~20010~20染物數量和種類(lèi)亦不同。例如,魯奇氣化工藝對環(huán)甲酸化合物200~300苯酚300~500<10境的污染大于德士古氣化工藝;以褐煤、煙煤為原料氨3500~4000150~250150~250進(jìn)行氣化產(chǎn)生的污染程度高于以無(wú)煙煤和焦炭為原氰化物料的污染物;與固定床相比,流化床和氣流床工藝的3500~4000200~300200~500廢水水質(zhì)較好。因此,應根據不同煤質(zhì)、不同氣化工3.2變換工藝廢水藝選擇合適的氣化廢水預處理工藝。變換工藝廢水主要為變換過(guò)程中產(chǎn)生的工藝冷固定床氣化工藝,氣化溫度低,廢水成分復雜,凝液,主要含氨氮,可通過(guò)汽提去除氨,再進(jìn)行后續有機污染物COD較高,污染程度大特性為高氨氮生化處理。(~500mg/L)、高COD(~5000mg/L)、高酚3.3酯化工序含鹽廢水預處理(~1500mg/L)、高石油類(lèi)(~200mg/L)。氣化工現階段,酯化含鹽廢水的處理方式通常采用的藝廢水成分最為復雜,處理難度也最高。氣化廢水有膜分離技術(shù)、熱蒸發(fā)技術(shù)以及2種技術(shù)組合形成的處理,首先,經(jīng)過(guò)酚氨回收裝置進(jìn)行回收預處理,的工藝去除酚類(lèi)及氨氮;然后,選用以去除COD、BOD、氨由于乙二醇酯化廢水含鹽量高(2%~4%),且氮等為主體的生化處理工藝(主要考慮硝化和反硝成分復雜,色度深,p低,COD、BOD高。若采用直化)及物化為主的后處理強化工藝。接蒸發(fā)結晶,蒸汽能耗較大;采用膜分離技術(shù),因鹽流化床以高濃度煤氣洗滌廢水為主,含有大量含量高、成分復雜,運行過(guò)程中容易造成膜堵塞、膜酚氰化合物、油類(lèi)、氨氮等有毒有害物質(zhì)。綜合污水污染。因此,從經(jīng)濟技術(shù)角度出發(fā),對于酯化工段含中COD一般在3000mg/L~5000mg/L,氨氮含鹽廢水預處理可采取“預處理+膜分離+蒸發(fā)”組合量高,污水所含有機污染物包括酚類(lèi)、多環(huán)芳香族化工藝?，F常用的脫鹽預處理技術(shù)主要有混凝沉淀合物及含氮、硫的雜環(huán)化合物等。對于流化床氣化法、機械過(guò)濾法、活性炭吸附法等。以某一工程為工藝廢水,應根據液態(tài)排渣特性設置渣水分離系統,例,其酯化工序含鹽廢水采用“機械介質(zhì)過(guò)濾十二級再采取煤氣水分離、酚氨回收等針對性預處理措施。反滲透十二效蒸發(fā)”組合工藝,該工序預處理工段氣流床氣化工藝溫度高碳轉化率高,無(wú)焦油液進(jìn)、出水水質(zhì)如表4所示。態(tài)排渣。以德士古氣化工藝為例,采用水煤漿氣化表4酯化廢水預處理工段進(jìn)、出水水質(zhì)技術(shù),廢水特性為高懸浮物、高氨氮(~400mg/L)污染源污染物數量由于采用高溫氣化工藝,水質(zhì)相對潔凈,有機污染程(甲醇)×10°度較低。氣化工藝廢水經(jīng)渣水分離系統分離后,針酯化廢水v(總鹽)/%對高懸浮物及高氨氮特性,可采取混凝沉淀及閃蒸p(甲醇)/mg·L預處理措施。酯化廢水處理產(chǎn)水(硝酸鈉)/mg·L11612不同氣化工藝廢水水質(zhì)參考如表2所示。亞硝酸鈉)/mg·L14692016年第2期光喜萍:煤制乙二醇項目廢水特點(diǎn)及處理思路·1013.4全廠(chǎng)廢水處理的污染物為氨氮,在生化處理工藝流程采用A/O硝氣化廢水及酯化廢水經(jīng)預處理后進(jìn)入后續污水化反硝化,用于脫除廢水中的氨氮。綜合考慮,可采處理系統。為確保項目廢水實(shí)現“清污分流、雨污分用“厭氧水解酸化十生物脫氮+深度處理”工藝技術(shù)流”,采用2套污水處理系統,一套為全廠(chǎng)生化處理對廢水進(jìn)行處理,主要包括4個(gè)部分:預處理工段系統,用于處理全廠(chǎng)生產(chǎn)工藝廢水、生活化驗廢水、生化處理工段、深度處理工段和污泥處理工段。根地坪沖洗水、初期雨水等高污染廢水;另一套為全廠(chǎng)據各工段處理工藝,生化處理系統各構筑物進(jìn)、出中水回用系統,用于處理循環(huán)水系統排污水、脫鹽水水水質(zhì)指標及去除率情況如表6所示。工藝流程站排污水等清凈下水。見(jiàn)圖1。3.4.1生化處理系統表6生化處理系統各構筑物進(jìn)、出水水①質(zhì)及去除率情況3.4.1.1設計進(jìn)水水質(zhì)構筑物控制因子 COD BO氣化(以上述某一工程為例,其采用水煤漿加壓進(jìn)水指標/mg·L-1500150200150氣化工藝)及酯化廢水經(jīng)預處理后,經(jīng)核算,需進(jìn)入厭氧酸化池出水指標/mg·L-1450150200150生化處理系統,其綜合水質(zhì)如表5。去除率/%10000水指標/mg:L-1720450150200150表5生化處理系統綜合進(jìn)水水質(zhì)厭氧好氧池出水指標/mg·L11082334060項目COD BOD NH3- N SS TN(以N計)去除率/%959880指標/mg·L-900500150150進(jìn)水指標/mg·L-11082334060脫氮池出水指標/mg·L1222.30.64.0603.4.1.2污水處理工藝方案去除率/%809080900由污水綜合進(jìn)水水質(zhì)可知, BOD/COD=0.50>混凝沉⊥進(jìn)水指標/mg·L222.30.64.06045,廢水易生化,因此,污水處理核心工藝選用以流砂過(guò)濾出水指標/mg·L-171.80.64.06生化為核心流程。廢水中除了COD、BOD外,主要去除率/%20200090O反滲透產(chǎn)水PAC、PAM醇精餾廢水屜凝沉淀愾氣浮袍}份合調節十厭氧酸化也+脫沉袍氮泡“混沉淀迴-速生產(chǎn)工藝廢水地坪沖洗廢水等回用單元格集水池」“泥濃縮池壓濾液壓濾機-→泥餅預處理工段生化處理工段深度處理工段圖1生化處理系統工藝流程示意圖3.4.2中水處理系統醇項目氣化和酯化廢水經(jīng)預處理后,主要污染物為循環(huán)水系統排水、脫鹽水站排水等清凈廢水主氨氮、COD等。因此,后續生化處理系統應具有改要含有鹽和少量SS,有機污染物含量少,若中水回善污水生化性能、高效脫氮功能,可選擇水解酸化或用系統采用超濾+反滲透等工藝處理,回用水可作厭氧處理作為生化處理的前段工藝;之后,采用具有為循環(huán)水系統補充水使用,最大可能減少工程外排脫氮功能的A/O工藝;最后進(jìn)行深度處理。深度處廢水量。理一般可采用臭氧氧化、絮凝沉淀、過(guò)濾吸附等工藝。此外,企業(yè)應該加強生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境監督與管4結論理,保證污水處理裝置的正常運行,確保其處理效率和效果的穩定性。同時(shí),應提高廢水利用率,最大程簡(jiǎn)述了草酸酯法煤制乙二醇項目生產(chǎn)工藝流度地減少廢水外排量。程,分析了各工段所產(chǎn)生廢水的水質(zhì)特點(diǎn),根據不同氣化工藝提出有針對性的氣化廢水預處理思路。同參考文獻時(shí),從經(jīng)濟技術(shù)角度出發(fā),提出對于酯化工段含鹽廢[1]劉雨虹我國煤制乙二醇現狀及面臨的問(wèn)題[]化學(xué)水預處理采取“膜分離十蒸發(fā)”組合工藝。煤制乙二工業(yè),2011,29(1):13-14(下轉第106頁(yè))山西化工·106·sxhxgy@163.com第36卷Discussion on the quality control measures in theanalysis of water quality in ChinaWenxi Environmental Protection Monitoring Station, Wenxi Shanxi 043800, China)Abstract: The connotation, method and significance of water quality analysis are introduced. The connotation, significance andthe measures of quality control are presented. And the deficiencies and countermeasures of quality control measures are analyzedso as to create favorable conditions to improve water quality, and provide effective guidance for environmental protection.Key words: water guality analysis; analysis report; quality control; measure and countermeasure(上接第101頁(yè))討[J].河南化工,2013,30(2):54[2]尹國海.我國乙二醇生產(chǎn)技術(shù)現狀及市場(chǎng)前景[.中[4]劉海波,李廣敏,周麗.乙二醇生產(chǎn)工藝及市場(chǎng)分析外能源,2012,17(12):62].化工中間體,2013(12):38[3]李紅,段魏.草酸二甲酯工藝在煤制乙二醇生產(chǎn)中的探Characteristics and treatment of wastewater from coalpreparation of ethylene glycol projectGUANG XipingShanxi Provincial Environmental Protection Technology Evaluation Center, Taiyuan Shanxi 030024, China)Abstract: The current technology route of coal preparation of ethylene glycol project is reviewed, and wastewater characteristicsare analyzed in the production process of coal preparation of ethylene glycol project by oxalate method. The pretreatment meth-ods are put forward focusing on different coal gasification wastewater and esterification wastewater containing salt. Based onthe above, a subsequent biochemical treatment and advanced processing scheme of wastewater from coal preparation of ethyleneKey words: coal preparation of ethylene glycol; gasification wastewater; esterification wastewater containing salt; pretreat-ment: biochemical treatment(上接第103頁(yè))Quality management enhancement of environmental monitoring,and level improvement of environmental monitoringDUAN ShuzhenWenxi Environmental Protection Monitoring Station, Wenxi Shanxi 043800, China)Abstract: This paper introduces the significance of management of environment supervision, analyzes the status of managementof environment supervision in our country and related factors such as quality control and public opinion study, at last, raises theto improve the level of environment supervisionKey words: environmental monitoring; quality management; monitoring level