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煤化工污水-零排放工藝
致一科技? 2018-11-20? 污水處理設(shè)備 ? 548
在中國北方煤炭多,在缺水的地區(qū),水資源的可用量年復一年的減少,排污費和污水總量在不斷上漲。隨著環(huán)境的惡化、環(huán)境保護意識提高,廢水零排放技術(shù)的呼聲也日益高漲。那么,零排放在煤化工系統(tǒng)中怎么應(yīng)用?
工藝流程
a. 混合污水(地面沖洗排水、初期雨水、生產(chǎn)排水和生活污水)重力流入混合污水集水池,污水在進入集水池前,設(shè)置了機械格柵,通過格柵的攔截作用,能夠去除混合污水中直徑大于2mm的固體污染物質(zhì),從而保護后續(xù)的工藝設(shè)備以及降低后續(xù)生化處理的負荷。
b. 氣化污水、乙二醇污水經(jīng)壓力管道流入調(diào)節(jié)池,當生產(chǎn)裝置發(fā)生生產(chǎn)事故,導致進水水質(zhì)嚴重超標時,可以通過切換管道上的閥門,將事故廢水送至事故池。事故池中的提升泵,可以根據(jù)系統(tǒng)運行狀況,將事故廢水分批、定量的泵送至調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池污水經(jīng)過泵提升進入混凝反應(yīng)池,投加混凝劑PAC,同廢水中的顆粒污染物發(fā)生電性中和、網(wǎng)捕及卷掃等作用,生成礬花,再投加碳酸鈉到軟化池去除硬度,在絮凝池投加PAM,通過高分子物質(zhì)的吸附架橋作用,使礬花進一步增大。經(jīng)混凝后的混合液在沉淀池進行固液分離后重力流入反硝化水解池,再進行下一步的處理。
c. 在反硝化水解池內(nèi),污水中的硝基氮通過反硝化菌的作用轉(zhuǎn)化成氮氣從污水中去除,一部分甲醇等有機物降解成二氧化碳和水。反硝化水解池的出水進入一段生化系統(tǒng)。
d. 一段生化系統(tǒng)選用IBR反應(yīng)器,利用缺氧微生物和好氧微生物的代謝作用,將大部分有機物降解成CO2、H2O及無機化合物;利用硝化菌和反硝化菌的聯(lián)合作用,將氨氮氧化成硝酸鹽或亞硝酸鹽,硝酸鹽或亞硝酸鹽進一步還原成氮氣,以去除廢水中的氨氮和總氮,經(jīng)IBR反應(yīng)器處理的混合液自流至二段生化系統(tǒng)。
e. IBR出水自流進入二段生化系統(tǒng)即MBR反應(yīng)器,在MBR中,利用好氧微生物的代謝作用,將有機物降解成CO2、H2O及無機化合物;清水通過膜組件抽吸泵直接從MBR膜中抽出,排放至成品水池;污泥則被完全截留。MBR池中設(shè)有氣提泵,將截留后的污泥混合液回流至IBR池的缺氧區(qū)A1中,完成反硝化作用,少部分污泥作為剩余污泥排至污泥池。
f. 污水處理站產(chǎn)生的污泥由混凝沉淀池排泥、反硝化水解反應(yīng)池及MBR剩余污泥組成。污泥在污泥池中收集,然后由污泥輸送泵將混合后的污泥送至污泥濃縮脫水一體機進行脫水處理。
回用水裝置工藝流程
廠區(qū)清凈廢水進入原水調(diào)節(jié)池,經(jīng)一級反應(yīng)池、二級反應(yīng)池,分別投加混凝劑、軟化劑后,進入TMF管式微濾膜單元進行固液分離,降低原水中的硬度、堿度、濁度,出水調(diào)節(jié)pH值后滿足反滲透裝置進水要求,管式微濾產(chǎn)水與污水處理站MBR出水進入反滲透進水池混合;廢水由反滲透進水池進入反滲透裝置脫除水中的鹽類物質(zhì)和COD,使產(chǎn)水滿足回用水使用要求,進入回用水池,經(jīng)泵提升后送至循環(huán)水站,作為循環(huán)水源使用。反滲透濃水經(jīng)濃水反滲透進一步預濃縮提高廢水回收利用率。濃水反滲透產(chǎn)生的高鹽廢水經(jīng)TMF微濾膜系統(tǒng)處理后進入ST膜裝置進行減量化超濃縮。超濃縮產(chǎn)生的含鹽量接近8%Wt的超濃鹽水去濃鹽水處理裝置蒸發(fā)處理。膜系統(tǒng)的沖洗廢水和清洗廢水回到進水調(diào)節(jié)池進行預處理。蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的鹵水進入結(jié)晶裝置。預熱后的鹵水首先進入結(jié)晶蒸發(fā)器內(nèi)進行閃蒸蒸發(fā),然后液體進入強制循環(huán)加熱器升溫升壓,再次進入結(jié)晶分離器內(nèi)進行閃蒸蒸發(fā),此時會有小顆粒的結(jié)晶體析出。析出的結(jié)晶體在結(jié)晶分離器內(nèi)下落的過程中,晶型不斷變大,然后自流入晶漿罐,在晶漿罐內(nèi)晶體進一步長大,再后從晶漿罐底部流出至離心設(shè)備分離。濃縮液和二次蒸汽在結(jié)晶分離器中進行汽液分離。氣液分離后密度較小的濃縮液被強制循環(huán)泵打入強制循環(huán)加熱器,濃縮液在強制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)繼續(xù)進行蒸發(fā)濃縮,然后進入結(jié)晶分離器,在結(jié)晶分離器內(nèi)有晶體析出,析出的固體經(jīng)收集后賣至別處。如此循環(huán),離心后的結(jié)晶體送出,母液回流系統(tǒng)繼續(xù)進行蒸發(fā)濃縮,分離出的二次蒸汽進入冷凝器中冷凝。污泥采用板框壓濾處理,濾后水返回調(diào)節(jié)池,污染物最終形成污泥固廢。
工程設(shè)備的性能
1.TMF 設(shè)備
本系統(tǒng)選擇了化學加藥軟化加管式微濾膜的預處理工藝。管式微濾膜過濾精度為0.1μm,具有強度好、耐摩擦、耐高濃度藥劑清洗、可在極高懸浮固體濃度下穩(wěn)定運行、可耐受進水水質(zhì)波動等優(yōu)良性能,作為反滲透的前處理,大大縮短簡化了工藝流程,減少了系統(tǒng)占地面積。因為原水鈣硬度小于堿度,因此,使用氫氧化鈉提高pH值得方法進行軟化。水中溶解態(tài)二氧化硅,可被鎂離子形成的氫氧化鎂沉淀時攜帶沉淀一部分。
2.反滲透設(shè)備
TMF產(chǎn)水及MBR產(chǎn)水經(jīng)泵提升后,進入保安過濾器,保安過濾器出水經(jīng)高壓泵提升進入反滲透裝置,在壓力作用下,大部分水分子和微量其它離子透過反滲透膜,經(jīng)收集后成為產(chǎn)品水,通過產(chǎn)水管道進入回用水池,通過回用水泵送至循環(huán)水站;水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過反滲透膜,隨濃水排至濃水池。RO產(chǎn)水口設(shè)止回閥,產(chǎn)水管配有在線電導率儀,在線檢測產(chǎn)水電導率。濃水管設(shè)有流量控調(diào)節(jié)閥和流量計,控制產(chǎn)水的回收率。裝置根據(jù)水池的水位及系統(tǒng)制水量采用自動控制運行方式,每次停用后能自動延時沖洗。
3. 超濃縮設(shè)備
超濃縮設(shè)備利用STRO膜進一步濃縮濃水反滲透產(chǎn)生的濃水,以減少蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)量。網(wǎng)管式膜組件由于其卓越的流體動力學設(shè)計,開放式流道和卷式膜組件設(shè)計,大大降低了反滲透膜組件中常見的污堵和結(jié)垢。
4.蒸發(fā)裝置
蒸發(fā)器設(shè)計為順流四效升降膜強制循環(huán)式蒸發(fā)裝置,設(shè)備包括第一、二、三效降膜加熱室各1套,四效升膜加熱室1 套。第一、二、三效分離室各1套,四效分離室1套,進料泵、出料泵、一、二、三效循環(huán)泵、一、二、三效布液器、四效強制循環(huán)泵、蒸汽冷凝水泵、冷凝水泵、冷卻水泵,列管式冷凝器,真空系統(tǒng);預熱器,冷凝水罐,工藝管道、二次蒸氣管、閥門、真空表、壓力表、溫度計、安全閥、取樣口、流量計、除沫器、噴淋頭、除霧器、電氣控制柜等。每個加熱器包括主體部分,底部封頭和頂部封頭等。主體部分是一個內(nèi)部由多根金屬管的焊接外框架。底部封頭和頂部封頭應(yīng)在主體部位的輪緣部分連接主體部位。分離器通過管道連接加熱器,分離器外形為帶上下封頭的罐式容器,加熱后的料液從加熱器頂部進入分離器,同時在加熱器中被蒸發(fā)的蒸汽在分離器中上升,從分離器的頂部排出,通過二次蒸汽管進入下一效的加熱器,并成為下一效的熱源,最終冷凝為水。濃縮后的料液與新進入分離室的料液混合,從分離器底部的管道進入加熱器,形成蒸發(fā)工作循環(huán)。最后階段產(chǎn)生的蒸汽將進入冷凝器中,由蒸汽轉(zhuǎn)化為水。真空泵用來確保壓力在分離器是負壓的(真空)和水在正常的沸點以下快速蒸發(fā)。 在降膜加熱器中,料液通過加熱室頂部的布液器均勻地順各加熱管的管壁自上而下流下,在管道中通過時被高溫的蒸汽加熱,蒸汽在換熱管外壁變成凝結(jié)水,料液被加熱后蒸發(fā),蒸汽和未蒸發(fā)的料液一起進入分離室,蒸汽通過二次蒸汽管線離開分離室,料液則收集于分離室底部,參與循環(huán)完成繼續(xù)蒸發(fā)。 在升膜加熱器中,料液被加熱后,料液從底部向上方向運動進入加熱列管,在管道中通過時被高溫的蒸汽加熱,蒸汽在換熱管外壁變成凝結(jié)水;料液被加熱后,通過加熱器頂端噴射入分離器的同時,完成蒸發(fā);蒸汽通過二次蒸汽管線離開分離室,料液則收集于分離室底部,參與循環(huán)完成繼續(xù)蒸發(fā)。整個進料、蒸發(fā)、出料的過程在在線儀表和自動控制系統(tǒng)控制下,形成連續(xù)作業(yè)的工作過程。在系統(tǒng)運行過程中會產(chǎn)生部分不凝氣,不凝氣的量不大,但是長期積累會在冷凝側(cè)的局部形成較高的濃度,導致傳熱效率明顯下降,本蒸發(fā)系統(tǒng)在各效的加熱室設(shè)有專用的不凝氣體排出口,因此,在蒸發(fā)過程中定期打開各效的不凝氣閥門進行排放,以提高傳熱效率,不凝氣由不凝氣接管接到末端冷凝器,由真空泵排出。
零排放技術(shù)在煤化工系統(tǒng)中的成功應(yīng)用大大減輕企業(yè)的環(huán)保壓力。本工藝選用先進的工藝,成熟、高效的設(shè)備,以提高能源利用率,降低運行能耗原則,不僅使各類生產(chǎn)水全部得到回收利用,而且結(jié)晶出的雜鹽還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。
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