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伊犁新天煤制气项目废水处理工艺详解


伊犁新天煤制气项目废水处理工艺详解
2015.3 1 项目概况 伊犁新天年产 20 亿立方米煤制天然气项目采用碎煤加压熔渣气化技术,以 煤为原料,经气化、变换、净化、甲烷化,最终制成天然气(SNG)。项目主 要包括气化装置、净化装置、甲烷化装置及空分、热电、污水处理等附属配套 设施,是目前国内最大的煤制气项目。 本项目水处理系统分为生产给水系统、污水处理与回用水系统,给

水系统由 原水净化、脱盐水及四个循环水等单元组成;污水处理与回用水系统由污水处 理、回用水处理及多效蒸发等三部分组成。 本项目污水主要来自气化装置气化工艺产生的煤气洗涤废水,该废水首先经 煤气水分离除油,然后再经酚氨回收脱酚除氨及酸性气后,输送到污水处理与 回用装置,在污水处理装置内进行污水生化处理,利用生物处理技术,脱除 COD、氨氮、酚等有机物,最后经过回用装置处理,回收水用于循环水的补充 水,产生的浓盐水经膜浓缩后进入多效蒸发装置,最终产生的浓盐水排放到蒸 发塘进行自然蒸发,系统最终实现系统零排放。 2 污水处理工艺简介 2.1 工艺概况 2.1.1 设计处理规模 本项目污水设计处理能力 1200m3/h;分为两个系列,每个系列 600m3/h。 2.1.2 水质特点分析

从上述水质分析中得知,本污水油含量较高,给生化处理带来一定的难度;废 水中含有氰化物、酚等有机物,生化较为困难;废水中高 COD、高含氨氮,需 要进行水质调节,满足生化需要。 2.1.3 工艺流程选择 煤化工企业的废水处理工艺路线基本遵循“物化预处理+生化处理+深度处理” 的原则,通常包括生化预处理、生化处理、生化深度处理及附属配套设施等。 预处理一般采用均质、调节,隔油、气浮等工艺对源污水进行水质调节,满 足生化需要,新天煤化工的预处理采用“均质罐+调节池+隔油池+气浮池+ 水解”工艺; 对于煤化工废水的生化处理一般采用厌氧/好氧( A/O) 、厌氧/缺氧/好氧 ( A/A/O) 、序批式活性污泥( SBR) 、生物接触氧化曝气生物滤池( BAF) 、上流 式厌氧污泥床( UASB) 、载体生物流化床( CBR) 及活性污泥曝气池中投加活性 炭( PACT)等工艺处理。 新天煤化工污水生化处理采用双级 A/O 工艺,一级 A/O 工艺采用氧化沟技 术,二级 A/O 采用完全混合生化池工艺,以保证生化处理效果。 为保证生化处理效果,保证生化处理稳定性,污水预处理采用除油和水解酸 化,保证进入生化系统的水质稳定。

为实现废水回用,保证回用水系统运行的稳定,在生化处理后增加污水深度 处理工艺,同时也增加了污水生化处理的可靠性。新天煤化工污水深度处理采 用“臭氧氧化+生物滤池+活性炭吸附”工艺,保证进水的有机物、油含量、 氨氮等最低,保证回用水系统的稳定。 2.2 工艺概述 新天煤气化污水主要由“生化预处理、生化处理和污水深度处理”组成,同时 配有污泥脱水处理和生物废气处理设施。 2.2.1 预处理 预处理主要由“均质+调节+隔油+气浮+水解酸化”组成。主要是去除水中 的油,同时对水质进行调节。均质罐共设计 4 座,每座容积为 5000m3;调节 池一座,设计容积 12000m3;隔油池,气浮池均一座,酸化水解池共 2 座,每 座酸化池设计流量 1646m3,停留时间 16.3h,同时内部配有三相分离器。 2.2.2 生化处理 煤气气化污水经过预处理后,进入污水生化处理系统,污水生化处理采用双级 A/O 工艺。一级 A/O 工艺 COD 的去除率 75%,氨氮的去除率 80%,污泥负荷 为 0.33kgCODcr/m3.d;0.029kgNH3-N/m3,停留时间 44.8h;二级 A/O 工艺 COD 的去除率 60%,氨氮的去除率 75%,污泥负荷为 0.18kgCODcr/m3.d;0.013kgNH3-N/m3,停留时间 20.7h。 2.2.3 深度处理 废水经生化处理后进入生化深度处理系统,深度处理采用“臭氧氧化+生物滤 池+活性焦吸附”,臭氧发生器共设计 4 台,单台设计臭氧发生量 15kg,设计 投加浓度 38mg/m3.h;生物滤池共设计 10 座,单座处理能力 157.9m3/h。最

后进入活性焦吸附单元,活性焦对酚、苯、氰化物等有很好的吸附作用,并且 易于再生。本系统设有活性焦滤池 16 座,每座处理能力 150m3/h,同时配有 活性焦再生系统,保证系统活性焦的循环利用,对于损耗部分可采用污泥、煤 等进行干馏补充,同时设有尾气处理处理系统,保证环保效果。经过上述工艺 处理可保证:COD 为 60mg/L,油 5mg/L。 2.3 工艺流程简图

2.4 设计出水水质

3 工艺难点分析与存在问题

3.1 含油污水 新天煤化工采用的是鲁奇炉工艺,产生的废水中含有大量的焦油,处理不净, 一方面进入生化系统会使系统中的活性污泥失去活性,更严重会造成生化系统 的崩溃;另一方面会对后期的回用系统造成影响,造成超滤的膜丝断裂,膜丝 污堵,产水量下降等问题,减短膜组件的使用寿命。 3.2 高酚污水 煤化工排放的高浓度含酚废水,毒性大,污染物浓度高。其中甲基酚具有很强 的杀菌作用,容易杀死生化系统中的细菌,造成生化系统的崩溃。 3.3 源污水水质不稳定 由于煤气化负荷的变化,气化产生的废水水量不稳定,会给生化处理系统的水 质稳定带来很大冲击,有可能造成生化系统瘫痪。 3.4 污水处理系统调试时间长 由于污水处理的核心工艺采用生化处理工艺,微生物培养、驯化的时间较长, 运行的条件较为高,一般调试期间没有源污水,生化系统不能正常运行,为 此,给系统操作带来很大困难,需要考虑调试初期的废水存储问题。 3.5 系统水量大 投资较高,运行管理费用较大,给生产的经济性带来一定的影响。 3.6 技术型人才短缺 伊犁新天煤化工设计年产 20 亿立方米煤制天然气,废水处理系统包括废水处理 装置、废水回用装置,废水回用装置包括生化废水回用单元、含盐废水回用单 元、多效蒸发单元。现场设计规模大,需要的技术型人才多。但是随着煤化工

企业的不断崛起,同时水处理专业的技术人员也就显得越来越稀少,使得项目 的开展很困难。如何在现有的资源下开展工作,是亟待解决的问题。 3.7 存在的问题 1)污水处理受气化的煤气水分离和酚回收的处理效果直接影响污水处理系统的 稳定性; 2)污水处理规模大,投资高,占地面积大,运行人员的技术水平要求较高,生 产运行费用高,抵消了产品的经济效益。 3)污水处理培养、驯化周期长,不能与工艺系统同步配套运行,需要考虑调试 期间的废水存储问题,增加投资和管理费用。 4)系统流程长操作弹性小,抗冲击能力较弱,一旦煤气水分离系统、酚回收系 统不能正常运行,将对系统造成致命的破坏。 5)污水处理系统一旦不能正常运行,将导致回用水系统停止,进而影响生产系 统的稳定运行。需要考虑备用水源、对原水净化考虑一定的设计余量。 4 结论与建议 目前,煤化工废水的生化处理已有大量成功案例,处理出水中 CODCr、氨氮 以及酚等指标基本能达到排放要求。针对现代煤化工企业废水处理方面存在的 主要问题,提出以下建议: 技术成熟,经济合理是选择煤化工污水及浓盐水处理技术的首要原则。在进 行现代煤化工企业的废水处理装置设计时,应综合关注整个系统的水平衡和盐 分析数据,对处理过程中需要投加药剂的环节进行比选优化,从源头上降低末 端治理压力。

煤化工废水零排放技术在我国尚处于探索、起步阶段,需要在以现有装置为试 点的基础上,深入研究装置运行情况,积累操作和管理经验,不断改进优化污 水处理工艺技术,提高运行管理水平,降低吨水处理操作费用和运行成本,及 时进行总结推广。

(来源:《煤化工废水处理技术发展报告》)


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