石家庄工大让废水零排放成现实

                                                ---转载自《中国煤化工》杂志

  图克，内蒙古自治区一个名不见经传的小镇，今年以来却引起了各方关注。因为这里建成了中国首个煤化工废水系统内零排放示范项目——中煤鄂尔多斯能源化工公司一期年产100万吨合成氨、175万吨尿素、2.08亿立方米/年液化天然气项目（以下简称图克项目）。该项目的成功运行，无疑为煤化工项目废水零排放提供了有益借鉴。而帮助项目打通废水零排放“最后一公里”的，正是石家庄工大化工设备有限公司（以下简称石家庄工大）。

                            中煤鄂尔多斯能源化工公司污水处理厂
     据了解，图克项目的废水中化学需氧量高达3000～5000毫克/升、总酚700～800毫克/升、氨氮200～300毫克/升。同时含有多元酚、焦油、吡啶、异喹啉、联苯、三联苯、脂肪烃等复杂组分。为解决成分复杂的废水处理难题，图克项目斥资14.8亿元，采用国内外先进技术组合，建成了气化废水→酚氨回收→生化处理（与循环水系统的外排水一起）→中水池→膜浓缩→清水（返回系统再利用）+浓盐水（约200立方米/小时）→蒸发浓缩（高压反渗透+MVR压缩组和工艺，将浓盐水进一步缩减至60立方米/小时）→蒸发塘等废水处理系统（其中，蒸发结晶单元投资3.5亿元，所建蒸发塘面积42公顷）。其他指标都设计达标，但进入蒸发塘的浓盐水中的化学需氧量浓度高达4000毫克/升，使得蒸发结晶析盐困难。加之浓盐水中有机污染物含量高，对周边空气质量形成污染。尤其遇到冬季或雨雪天气时蒸发塘作用难以发挥，而企业需每天不间断排放浓盐水，使得蒸发塘存在巨大安全隐患与环境风险。
     为彻底解决上述问题，经大量调研、考察、论证，图克项目最终决定新上一套由石家庄工大设计并供货的浓盐水多效蒸发结晶脱盐装置，通过结晶把浓盐水中的盐全部结晶出来。

                     石家庄工大公司提供的污水蒸发结晶混盐装置
     针对图克项目的浓盐水问题，石家庄工大量体裁衣地开发了具有特殊破沫功能和流态化晶体床结构的蒸发结晶器。按照新的工艺路线，原用于建设蒸发塘的土地和投资完全可节省下来，只需投资几千万元建一个占地和投资很小的事故池（供检修或化工装置异常时使用）和一套蒸发结晶装备，既节约了投资，又节约了土地。2014年11月，该装置在图克项目投用以来，已经平稳连续运行8个月，每小时结晶分离混盐1.5～3吨，按进蒸发结晶器浓盐水（含盐约20%）计，每吨处理费用约41元（蒸汽80元/吨，电0.47元/度），从而使图克项目成为国内首个废水零排放的煤化工项目。
     据了解，石家庄工大是国内蒸发结晶领域的企业，拥有全国化工行业蒸发和结晶节能工程研究中心和河北省蒸发结晶及干燥工程研究中心两个研发和工程化机构。该公司首席技术专家、河北工业大学教授张继军博士带领的团队专为复杂浓盐水处理开发的多效蒸发结晶工艺，具有适应范围广、操作弹性大、能耗低、对进料浓盐水中的有机物、化学需氧量以及其他杂质影响适应性高等特点，已先后在华鲁恒升化工股份有限公司5万吨/年煤制乙二醇、陕西未来能源化工有限公司110万吨/年煤间接液化、黔希煤化工投资有限公司30万吨/年煤制乙二醇，以及延长中煤榆林能源化工公司180万吨/年煤制甲醇、150万吨/年渣油催化热裂解、60万吨/年甲醇制烯烃、60万吨/年聚乙烯、60万吨/年聚丙烯综合项目成功应用。
     谈到下一步的打算，张继军表示，结晶分离出来的混盐虽然可以用作盐硝联产的原料，但用途较窄，需求量 不大，绝大部分混盐只能当作普通固废或危险固废隔离堆放，并未实现固废的资源化利用。目前，普通固废的处理费用约500元/吨，危险固废处理费用超过5000元/吨，居高不下的固废处理成本企业难以承受。为此，石家庄工大又开发了混盐结晶分离提纯技术。这一技术现已完成实验室小试，正与包括中煤鄂尔多斯公司、伊犁伊泰煤制油公司、苏新能源和丰公司、新疆龙宇公司、中安联合公司等数家煤化工企业进行技术沟通，以期尽快实现工业化应用。

                              污水处理后的蒸发混盐
     “硫酸钠与氯化钠均是需求多、销量大的基本化工原料，不存在销售问题，因此，混盐结晶分离提纯技术一旦得到推广应用，不仅能彻底解决煤化工企业固废处理难题，还能为企业节约大量固废处理费用并带来销售钠盐产品产生的收益，具有良好的节能减排与经济效益。”张继军信心满满地对记者说。