煤制乙二醇高鹽廢水處理方案探討

劉義釩

(洛陽永金化工有限公司，河南 洛陽 471000)

1 煤制乙二醇技術工藝現狀

從現階段我國發展來看，煤制乙二醇生產技術主要分為直接合成法以及間接合成法。直接合成法主要以煤作為基本原料，先合成一氧化碳和氫氣，然后再通過合成氣進一步合成乙二醇。間接合成法主要包括烯烴法和草酸酯法，烯烴法先用煤合成甲酸，再合成乙烯，最終環氧化得到乙二醇；草酸酯法是先制得草酸酯，再加氫并精制得乙二醇。對烯烴法的研究我國目前還不算是太深入，離工業化道路發展還有很長的一段路要走；草酸酯法通過相關氣化以及分離提純然后加入相關氫氣的合成工藝顯得更實用，更適合工業化生產，目前，我國大部分企業已經將其投入使用，并計劃使用這種方法進一步生產乙二醇。隨著我國環境保護理念的提升，化工企業，應當以保護環境為主，不能以犧牲生產環境作為代價來實現企業自身價值[1]。煤制乙二醇廢水的處理非常重要。

2 煤制乙二醇廢水來源及處理方案

2.1 氣化工藝廢水來源及處理方案

氣化廢水是煤制乙二醇實踐廢水的主要來源。污染物成分主要為相關氰化物、苯酚、硫化物、氨和有機物。由于處理工藝和煤質的差異等不確定因素影響，廢水成分不同，所以廢水的具體處理必須進行區別對待。流化床和空氣循環床的廢水質量明顯優于固定床，在不同的污染物中廢水含鹽濃度大小也有一定的差距。相對應的廢水成分復雜，不僅有機污染物比例高，而且這種類型的廢水處理工藝復雜且難以處理。處理過程包括使用酚胺回收裝置對廢水中的酚胺進行回收和預處理，并使用基于消除化學需氧量、生化需氧量和氨氮的生化處理過程來處理廢水中的污染物。流化床工藝產生的主要廢水是高含氣洗滌廢水，這些廢水含有大量氰化物、酚類化合物、油和有毒有害物質，如氨。廢水成分分析顯示廢水中氨氮含量較高，主要含有酚類化合物、多環芳烴等。對于流化床工藝產生的廢水，在廢水處理過程中，需要根據廢液的特點建立渣水分離系統，然后采取有針對性的措施，如氣水分離和酚氨回收[2]?？諝庋h床氣化工藝溫度較高，碳轉化率高，同時還具有一定的高鹽濃度，沒有液態焦油渣存在?？梢圆捎盟簼{氣化技術，主要特點是存在高懸浮物以及相對應的高氨氮。由于高溫氣化過程中相關水質相對清潔，所以有機污染水平相對較低，這些廢水通過一個污水分離系統進行分離，并在閃蒸時針對相關懸浮物質和高氨氮的特性進行混合或預處理。

2.2 酯化工藝廢水來源及處理方案

在煤制乙二醇項目中，酯化類工藝對乙二醇的獲取至關重要，但酯化類工藝廢水是不可避免的。酯法廢水成分分析表明，主要污染物為醇類、硝酸鹽類等，以高鹽廢水形式而存在。目前，酯化廢水處理主要采用膜分離技術、熱蒸發技術以及兩種技術的結合。由于乙酰膽堿血清的鹽含量高，通常2%～4%，并且成分復雜、顏色較深、pH值低、化學需氧量和生化需氧量含量高，如果直接通過蒸發結晶處理，蒸汽的能耗非常高；如果單純使用膜分離技術，由于含鹽量高，成分復雜，操作時容易造成膜堵塞，膜污染被堵塞?；谶@一分析，酯工段含鹽廢水的處理可以通過“預處理—膜分離—蒸發”的組合工藝來完成。目前，實踐中最常用的脫鹽技術是混合沉淀、機械過濾和活性炭吸附。

2.3 變換工藝廢水來源及處理方案

在煤制乙二醇項目的實施過程當中，相關處理過程必不可少，相關處理過程中還會產生廢水。根據現階段分析，處理過程產生的廢水主要是處理過程中產生的冷凝液，主要含有氨氮。廢水在處理過程中的污染物含量相對簡單，具體的水處理措施相對簡單，通常在后續生化處理之前使用蒸汽配方進行氨處理。

2.4 全廠廢水處理方案

氣化和酯化廢水在被引入下一個廢水處理系統之前必須進行預處理。為了能夠進一步有效實現廢水的“去污分流”和“雨污分流”，必須有兩個廢水處理系統。其一是全廠生化處理系統，其主要作用是處理所有生產工藝廢水，包括生活試驗廢水以及排污水等；另一套是全廠水再利用系統，其主要作用是有效處理循環水系統中的廢水，并去除污水中的鹽水。在全廠廢水處理過程中，生化廢水處理系統和中央水處理系統的具體用途是不同的，需要分別說明。對于生化處理系統，首先，必須對設計水質有明確要求以提高系統的應用效率。如必須明確要求氣化和酯化預處理后的水質，必須確定進入生化處理系統的水質標準。第二，設計廢水處理方案。從合成水廢水的水質分析入手，廢水中有機物含量相對較高，廢水是生化的，則處理過程中基本工藝必須是生化的。當然，除了有機物以及鹽分之外，還有其他污染物，比如氨氮，這也是為什么在生化處理過程中采用氨氮脫氮來去除廢水中的氨氮。最后，設計了“厭氧酸化、生物脫氮和深度處理”相結合的技術，通過綜合各種因素來處理廢水。整個過程由預處理階段、生化處理階段、深度處理階段和污泥處理階段四個部分組成。循環水系統排水、污水站排水等廢水主要含鹽和少量SS，有機物含量較低。在處理過程中，可采用反滲透超濾工藝，向循環水系統中添加大量的水，最大限度地減少項目廢水排放量[3]。

3 煤制乙二醇廢水處理高效方案展望

為了能夠進一步有效解決煤制乙二醇廢水排放問題，通過查閱相關資料以及實踐考察，分析得到現階段處理相關煤制乙二醇高鹽廢水最有效的方法為蒸發結晶方法。而這種方法也存在一定的缺點，在應用過程中會造成較大的能耗，成本較高，因此采取雙效或多效蒸汽結晶，通過多效蒸發以及閃蒸真空結晶來進一步有效達到鹽水分離。首先，利用相關高壓反滲透工藝對相關污水進行預處理工作，將相關廢水的質量分數提高檔位，在反滲透系統中可以有效采取換熱系統，先對高鹽廢水進行降溫，然后經過預過濾系統，根據相關超濾以及盤片過濾，進一步有效去除水中顆粒，從而使其能夠進入第一級反滲透系統。經過第一級處理后，再經過高壓反滲透系統進行有效過濾，將高鹽廢水進行濃縮，然后將其送入多效蒸發系統進行固液分離。首先采取蒸發將溶質鹽與溶質水進行有效分離，在相對應的多元蒸發過程中，采用能源互相轉換利用的方式來實現有效利用，將二次蒸汽當作相對應的加熱蒸汽，將其有效引入到另一個蒸發器，如若相對應的壓力以及沸點均較低，那么二次蒸汽則可以有效起到加熱熱源的作用，在三次蒸汽和二次蒸汽中也可以循環利用這一原理，這樣就可以有效降低成本[4]。在閃蒸真空結晶方案中，使得濃度及溫度較高的物料進入減壓系統中，使水分蒸出，同時帶走大量熱量，物料自身溶解度隨著溫度變化而析出晶體，也可以將其作為原材料使用，從而實現相關工藝零排放。雖然上述方案應用效果較為良好，但是在實踐過程中，蒸汽分離還存在著消耗能量過大的問題，因此這種煤制乙二醇廢水處理高效方案還需相關研究人員進一步研究[5]。