煤制乙二醇项目废水特点及处理思路

总第162期山西化工2016年第2期SHANXI CHEMICAL INDUSTRYNo.2,2016环境保护DOI:10.16525/j.cnki.cnl4-1109/tq.2016.02.31煤制乙二醇项目废水特点及处理思路光喜萍(山西省环境保护技术评估中心,山西太原030024)摘要:概述了目前煤制乙二醇项目的工艺技术路线,分析了草酸酯法煤制乙二醇项目各生产工序废水特点,重点对不同煤气化工艺的废水及酯化工序含盐废水提出了有针对性的预处理思路。在此基础上,制订了煤制乙二醇废水后续生化处理及深度处理方案关键词:煤制乙二醇;气化废水;酯化含盐废水;预处理;生化处理中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1004-7050(2016)020099-03引言挥发的液体,吸水性强,有甜味2)。我国煤炭资源相对丰富,因此煤制乙二醇逐渐煤制乙二醇在2009年初被列入国家石化产业成为我国煤化工发展的重点方向,是生产乙二醇产调整和振兴规划。随着我国聚酯产业的迅猛发展,品的主要途径。目前,煤制乙二醇主要技术路线有大大提升了对主要原料乙二醇的需求,国内掀起了3种煤制乙二醇投资热。目前,我国建成、在建、拟建、规1)直接合成路线划的煤制乙二醇项目有30多个,乙二醇产能共计高以煤为原料制取合成气(CO、H2),再由合成气达285万t/a1步直接合成乙二醇。合成气直接合成乙二醇工艺草酸酯法煤制乙二醇项目生产技术核心为煤气最早由美国杜邦公司于1947年提岀。此技术反应化及合成气羰化耦合,因不同煤气化工艺产生废水条件苛刻,需要催化剂和高温、高压{3。的污染程度不同,酯化工序中产生的废水中主要含2)甲醇甲醛路线硝酸盐、亚硝酸盐及有机物,且硝酸盐类物质含量可以煤为原料,通过气化、变换、净化后得到合成达到2%以上。上述工序废水如直接进入全厂污水气,由合成气制甲醇,再由甲醇制乙烯,乙烯氧化得处理系统,会对污水处理造成较大的冲击负荷,影响到环氧乙烷,最后由环氧乙烷水合法制取乙二醇。出水的稳定达标。因此,寻求合理可行的煤气化废3)草酸酯路线水及酯化废水预处理方案,确保后续污水处理系统以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯正常运行,对于现有及在建煤制乙二醇项目来说具后分别得到CO和H2,CO通过催化偶联合成草酸有重要的意义酯,草酸酯加氢生成乙二醇。该工艺流程短,成本煤制乙二醇项目工艺技术路线低,是目前国内最受关注的煤制乙二醇技术,也是目前煤制乙二醇生产企业应用较广的工艺。乙二醇(俗名甘醇)是一种重要的有机化工原料,分子式CHO,是具有黏性无色、无臭及不易2煤制乙二醇项目废水来源草酸酯法生产乙二醇过程中的工艺废水主要来作者简介先喜洋,女,197单出生,013单业子山西大学环境x源于煤气化、变换净化及DMO生产中酯化及乙程专业,硕士学位,工程师,从事化工、焦化等行业建设项目环境影响醇精馏工段。污染源及主要污染物如第100页表1评价的技术评估工作所示。V凵中国煤化工CNMHG100·sxhxgy@163.com表1草酸酯法煤制乙二醇项目的废水特征表2不同煤气化工艺的废水水质主要污染源主要污染物污染物种类一物质量浓度/mg1固定床流化床气流床气化装置工艺废水COD、BOD、挥发酚、氰化物、<50010~20总氦、氯、硫化物甲酸化合物变换冷凝液H3-N、H2S苯酚1500~5500<103500~900090001300~2700净化废水(以低温甲醇洗为例)甲醇氟化物10~30COD3500~23000200-300200-700酯化废水醇类、BOD、硝酸盐类不同气化工艺废水经有针对性的预处理后,出乙二醇精馏废水甲醇、乙醇、甲酸甲酯水水质参考如表3所3煤制乙二醇项目废水处理思路表3不同煤气化工艺废水经预处理后的废水水质污染物质量浓度/mg·L气化废水预处理污染物种类固定床流化床气流床由于煤气化工艺和煤质的不同,随之产生的污焦油100~20010~20染物数量和种类亦不同。例如,鲁奇气化工艺对环甲酸化合物200~300苯酚300~500境的污染大于德士古气化工艺;以褐煤、烟煤为原料3500~4000150~250150~250进行气化产生的污染程度高于以无烟煤和焦炭为原氣化物10料的污染物;与固定床相比,流化床和气流床工艺的COD3500~4000200~300200~500废水水质较好。因此,应根据不同煤质、不同气化工3.2变换工艺废水艺选择合适的气化废水预处理工艺。变换工艺废水主要为变换过程中产生的工艺冷固定床气化工艺,气化温度低,废水成分复杂,凝液,主要含氨氮,可通过汽提去除氨,再进行后续有机污染物COD较高,污染程度大,特性为高氨氮生化处理(~500mg/L)、高COD(~500mng/L)、高酚3.3酯化工序含盐废水预处理(~1500mg/L)、高石油类(~200mg/L)。气化工现阶段,酯化含盐废水的处理方式通常采用的艺废水成分最为复杂,处理难度也最高。气化废水有膜分离技术热蒸发技术以及2种技术组合形成的处理,首先,经过酚氨回收装置进行回收预处理,的工艺去除酚类及氨氮;然后,选用以去除COD、BOD、氨由于乙二醇酯化废水含盐量高(2%~4%),且氮等为主体的生化处理工艺(主要考虑硝化和反硝成分复杂,色度深,pH低,COD、BOD高。若采用直化)及物化为主的后处理强化工艺。接蒸发结晶,蒸汽能耗较大;采用膜分离技术,因盐流化床以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量含量高、成分复杂,运行过程中容易造成膜堵塞、膜酚氰化合物油类、氨氮等有毒有害物质。综合污水污染。因此,从经济技术角度出发对于酯化工段含中COD一般在3000mg/L~5000mg/L,氨氮含盐废水预处理可采取“预处理+膜分离+蒸发”组合量高,污水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化工艺。现常用的脱盐预处理技术主要有混凝沉淀合物及含氮、硫的杂环化合物等。对于流化床气化法、机械过滤法活性炭吸附法等。以某一工程为工艺废水,应根据液态排渣特性设置渣水分离系统,例,其酯化工序含盐废水采用“机械介质过滤十二级再釆取煤气水分离、酚氨回收等针对性预处理措施反渗透十二效蒸发”组合工艺,该工序预处理工段气流床气化工艺温度高,碳转化率高,无焦油液进、出水水质如表4所示。态排渣。以德士古气化工艺为例,采用水煤浆气化表4酯化废水预处理工段进、出水水质技术,废水特性为高悬浮物、高氨氮(~400mg/L污染源污染物数量由于采用高温气化工艺,水质相对洁净,有机污染程α(甲醇)×10酯化废水度较低。气化工艺废水经渣水分离系统分离后,针(总盐)/%对高悬浮物及高氨氮特性,可采取混凝沉淀及闪蒸(甲醇)/mg·I115预处理措施。酯化废水处理中国煤化工不同气化工艺废水水质参考如表2所示。CNMHG 4692016年第2期光喜萍:煤制乙二醇项目废水特点及处理思路3.4全厂废水处理的污染物为氨氮,在生化处理工艺流程采用A/O硝气化废水及酯化废水经预处理后进入后续污水化反硝化,用于脱除废水中的氨氮。综合考虑,可采处理系统。为确保项目废水实现“清污分流、雨污分用“厌氧水解酸化十生物脱氮十深度处理”工艺技术流”,采用2套污水处理系统,一套为全厂生化处理对废水进行处理,主要包括4个部分:预处理工段、系统,用于处理全厂生产工艺废水、生活化验废水、生化处理工段、深度处理工段和污泥处理工段。根地坪冲洗水、初期雨水等高污染废水;另一套为全厂据各工段处理工艺,生化处理系统各构筑物进、出中水回用系统,用于处理循环水系统排污水、脱盐水水水质指标及去除率情况如表6所示。工艺流程站排污水等清净下水见图1。3.4.1生化处理系统表6生化处理系统各构筑物进、出水水质指标及去除率情况设计进水水质构筑物控制因子 COD BOD氯氮TNSS气化(以上述某一工程为例,其采用水煤浆加压进水指标/mg·L-1900500150200150气化工艺)及酯化废水经预处理后,经核算,需进入厌氧酸化泡出水指标mg:17040150200150生化处理系统,其综合水质如表5。去除率/%2010000进水指标/mg·L.-172045015020015表5生化处理系统综合进水水质厌氧好氧泡出水指标/mg·L-11082334060项目COD BOD NH3- N SS TN(以N计)去除率/%95988指标/mg·L!900500150150200进水指标/mg·L!1082334060脱氣池出水指标/mg·L-1222.30.64.06034.1.2污水处理工艺方案去除率/%由污水综合进水水质可知,BOD/COD=0.50>0.45,废水易生化,因此,污水处理核心工艺选用以淀↓进水指标/mg·L222.30.64.060出水指标/mg·L1171.80.64.06流砂过滤生化为核心流程。废水中除了COD、BOD外,主要去除率/%2020009DMO反渗透产水PAC、PAM乙二醇精馏废水混凝沉淀池}气浮池}“综合调节池厌氧酸化池“脱氮池“二沉池脱氮池“混凝沉淀池}砂滤生产工艺废水、生活化验废水出水去中水地坪冲洗废水等回用单元格集水池污泥浓缩池压滤液压滤机→泥饼预处理工段生化处理工段深度处理工段图1生化处理系统工艺流程示意图3.4.2中水处理系统醇项目气化和酯化废水经预处理后,主要污染物为循环水系统排水、脱盐水站排水等清净废水主氨氮、COD等。因此,后续生化处理系统应具有改要含有盐和少量SS,有机污染物含量少,若中水回善污水生化性能、高效脱氮功能,可选择水解酸化或用系统采用超滤+反渗透等工艺处理,回用水可作厌氧处理作为生化处理的前段工艺;之后,采用具有为循环水系统补充水使用,最大可能减少工程外排脱氮功能的A/O工艺;最后进行深度处理。深度处废水量理一般可采用臭氧氧化、絮凝沉淀、过滤吸附等工艺。此外,企业应该加强生产过程的环境监督与管4结论理,保证污水处理装置的正常运行,确保其处理效率和效果的稳定性。同时,应提高废水利用率,最大程简述了草酸酯法煤制乙二醇项目生产工艺流度地减少废水外排量。程,分析了各工段所产生废水的水质特点,根据不同气化工艺提出有针对性的气化废水预处理思路。同参考文献V凵中国煤化工时,从经济技术角度出发,提出对于酯化工段含盐废[1]刘雨虹CNMH问题[.化学水预处理采取“膜分离十蒸发”组合工艺。煤制乙二工业,2011,29(1):13-14(下转第106页山西化工·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 andhe 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 protectionKey words: water quality analysis; analysis report; quality control; measure and countermeasure(上接第101页)讨[].河南化工,2013,30(2):54[2]尹国海我国乙二醇生产技术现状及市场前景[J].中[4]刘海波,李广敏,周丽.乙二醇生产工艺及市场分析外能源,2012,17(12):62J.化工中间体,2013(12):38[3]李红,段魏草酸二甲酯工艺在煤制乙二醇生产中的探Characteristics and treatment of wastewater from coapreparation 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 methds 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 ethyleneglycol are formulatedKey words: coal preparation of ethylene glycol; gasification wastewater: esterification wastewater containing salt; pretreat(上接第103页)Quality management enhancement of environmental monitoringand 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 themeasures to improve the level of environment supervision.Key words: environmental monitoring; quality management; monitoring level中国煤化工CNMHG