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生態(tài)環(huán)境保護示范工程2024-S-22
神華包頭煤化工外排廢水脫鹽達標排放改造項目
申報單位
合眾思(北京)環(huán)境工程有限公司
業(yè)主單位
國能包頭煤化工有限責任公司(原：神華包頭煤化工有限責任公司)
推薦單位
北京市環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會
投運時間
2021年9月
工程示范點
傳統(tǒng)高鹽廢水處理工藝中，工業(yè)廢水經(jīng)過預(yù)處理、反滲透膜脫鹽后，淡水被循環(huán)利用，但同時會產(chǎn)生10%~30%的濃鹽水，濃鹽水中的TDS、COD、TN等污染物濃度會大大超過國家或地方排放標準。因此，濃鹽水的處置是企業(yè)必須解決的問題，對于內(nèi)陸地區(qū)，通常選擇“零排放”處理工藝。以硫酸鈉為主廢水經(jīng)過納濾分鹽處理后得到的納濾濃水，除了硫酸鈉外還含有氯化鈉和少量其他雜鹽，COD的含量較高?？紤]到預(yù)處理和膜濃縮工段的壓力，且TDS遠低于飽和濃度，該工程采用冷凍結(jié)晶工藝，分鹽技術(shù)通常采用“MVR降膜蒸發(fā)+HFC冷凍結(jié)晶+熔融結(jié)晶+FC強制循環(huán)結(jié)晶”處理工藝。無機鹽可以作為化工原料利用，從而實現(xiàn)真正廢水的資源化利用。
工程規(guī)模
總處理濃鹽水規(guī)模：450m3/h，蒸發(fā)結(jié)晶總進水量：83m3/h，氯化鈉結(jié)晶進水量：55m3/h，硫酸鈉結(jié)晶進水量：28m3/h
工藝流程
硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶單元
煤化工廢水經(jīng)過納濾分鹽處理后得到的納濾濃水，水質(zhì)中主要以硫酸鈉為主，還含有氯化鈉和少量其他雜鹽，COD的含量較高?？紤]到預(yù)處理和膜濃縮后的水量仍比較大，且TDS遠低于飽和濃度，根據(jù)硫酸鈉的溶解度隨溫度的降低而減小，而氯化鈉鹽的溶解度隨溫度變化不明顯的特點，采用“MVR降膜蒸發(fā)+HFC冷凍結(jié)晶+熔融結(jié)晶+FC強制循環(huán)結(jié)晶”處理工藝。
由于硫酸鈉對溫度的敏感性，可先通過冷凍結(jié)晶法析出芒硝(Na2SO4·10H2O)，芒硝經(jīng)過離心分離后進入熔融結(jié)晶器，產(chǎn)生的硫酸鈉漿液進入FC強制循環(huán)結(jié)晶器進行蒸發(fā)結(jié)晶，得到無水硫酸鈉晶體。蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)有密度檢測儀，當溶液的密度達到設(shè)定值時硫酸鈉出料泵，開始將晶漿送至離心機。離心后的母液經(jīng)母液泵返回強制循環(huán)結(jié)晶器(FC強制循環(huán)結(jié)晶器)，離心得到的鹽晶送出界區(qū)。冷凍結(jié)晶器的母液部分返回冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，部分排入混鹽結(jié)晶單元，保證Na2SO4結(jié)晶鹽的產(chǎn)品純度。
運行效果
(1)達標排放：分鹽結(jié)晶系統(tǒng)可以有效去除廢水中的鹽類物質(zhì)，實現(xiàn)廢水零排放，達到環(huán)保排放標準，進而減少對周邊環(huán)境的影響。
(2)能耗效率：分鹽結(jié)晶系統(tǒng)在去除鹽類物質(zhì)的過程中，熱能實現(xiàn)循環(huán)利用，有效提高能耗效率，降低生產(chǎn)成本。
(3)脫鹽效果：分鹽結(jié)晶系統(tǒng)可以對廢水中的鹽類物質(zhì)進行有效分離和結(jié)晶，有效去除鹽類物質(zhì)，提高脫鹽效果，產(chǎn)品品質(zhì)氯化鈉純度達98.5%，無水硫酸鈉純度達99%，雜鹽率小于10%，降低廢水處理成本。鹽類副產(chǎn)品還可以帶來一定的經(jīng)濟效益。
二次污染控制
該項目采用冷凍結(jié)晶分鹽技術(shù)，通過高效的固液分離過程和減少化學(xué)藥劑的使用，顯著降低了廢水處理過程中可能產(chǎn)生的二次污染，是一種環(huán)保和有效的廢水處理方法。
(1)高效固液分離：冷凍結(jié)晶技術(shù)通過低溫冷凍的方式將水中的溶解鹽和部分水分結(jié)晶分離出來，形成固體結(jié)晶體。這一過程能夠有效地從廢水中去除大部分懸浮固體顆粒和部分溶解的鹽類物質(zhì)，減少廢水中的懸浮物和固體顆粒的排放，改善廢水的透明度和懸浮物的含量，降低對周圍水體的二次污染風(fēng)險。
(2)減少化學(xué)藥劑的使用：冷凍結(jié)晶技術(shù)相比傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀方法，減少了對化學(xué)藥劑的需求。傳統(tǒng)的化學(xué)處理方法通常需要大量的絮凝劑和其他化學(xué)藥劑來促使污染物的沉淀和去除，而冷凍結(jié)晶技術(shù)則能夠通過物理冷凍分離的方式實現(xiàn)相似的效果，減少了化學(xué)藥劑使用對周圍環(huán)境的潛在影響。
(3)提高廢水處理效率：冷凍結(jié)晶技術(shù)能夠有效降低廢水中的總?cè)芙夤腆w(TDS)和電導(dǎo)率，改善廢水的出水水質(zhì)指標。通過去除大部分的鹽類物質(zhì)，廢水水質(zhì)可以更容易地達到國家和地方的排放標準限值要求，降低對周圍水環(huán)境的影響。
達到的標準或性能要求
神華包頭煤化工外排廢水脫鹽達標排放改造項目中的分質(zhì)結(jié)晶裝置于2021年10月份一次性試車成功，分質(zhì)結(jié)晶各單元全部達到設(shè)計處理量，產(chǎn)生的冷凝水可進入生產(chǎn)系統(tǒng)代替新鮮水，副產(chǎn)品氯化鈉和無水硫酸鈉品質(zhì)高，氯化鈉和硫酸鈉產(chǎn)品主含量(質(zhì)量分數(shù))全部達到99%以上，氯化鈉的品質(zhì)不低于T/CCT 002—2019《煤化工 副產(chǎn)工業(yè)氯化鈉》中工業(yè)干鹽一級品及GB/T 5462—2015 《工業(yè)鹽》中精制工業(yè)干鹽一級標準要求；硫酸鈉的品質(zhì)不低于T/CCT 001—2019《煤化工 副產(chǎn)工業(yè)硫酸鈉》中工業(yè)A類一等品及GB/T 6009—2014 《工業(yè)無水硫酸鈉》中Ⅱ類一等品標準要求。廢水全部實現(xiàn)資源化利用，不外排，不僅可減小廢水對周圍環(huán)境的影響，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，還可降低水資源消耗，實現(xiàn)對工業(yè)廢水真正意義上的“零排放”。無二次污染。
目前，分質(zhì)結(jié)晶裝置已連續(xù)穩(wěn)定運行超過2年，氯化鈉結(jié)晶單元各項指標均超過設(shè)計值，HFC冷凍結(jié)晶單元做到了長周期連續(xù)穩(wěn)定運行，冷卻器凍堵周期超過了30d。連續(xù)穩(wěn)定運行使冷凍結(jié)晶單元運行能耗大幅降低，解堵次數(shù)減少，大大降低了工人的勞動強度。
工程申報單位聯(lián)系信息
單位名稱：合眾思(北京)環(huán)境工程有限公司
原標題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|神華包頭煤化工外排廢水脫鹽達標排放改造項目
