煤制烯烃项目含碱废水综合处理技术的研究应用

5.2 除盐碱工艺的选择:常用废水除盐手段有：蒸发器、树脂、反渗透、电渗析。其中树脂、反渗透及电渗析对进水要求较高，一般用在废水的深度处理上，本工艺流程中难以实际采用，故本工艺最终选择蒸发器为最佳除盐碱工序。蒸发器主要有三效蒸发器和MVR蒸发器，结合运行成本的考虑，最终选择MVR蒸发器。实验室则以蒸馏工艺模拟蒸发器出水。

5.3 除COD 工艺的选择:含碱废水中主要有机物组成为甲醇、C6以下烃类、乙醇、二甲醚、二甲基甲酮、甲基乙基酮等，另外，还含有一定量的酚、苯等，水质较复杂，虽然该废水经过了除油及蒸发工艺，但是水中残余的有机物仍然难以用传统氧化工艺或者生化工艺直接降解。

实验室首先采用排除法对各种物化工艺进行一定程度的筛选，将激电催化裂解装置、磁极催化反应器、双极电极反应器、催氧化发生器、UV+臭氧曝气、高级氧化塔等工艺分别单独、串联组合、改变组合顺序等尝试方法，最终选定了“高级氧化塔+激电催化裂解装置+磁极催化反应装置+催氧化发生器+高级氧化塔”的五级物化工艺串联的路线。

6 处理工艺特点、工艺流程设计及运行费用测算

6.1 系统介绍

6.1.1 除油:除油分三部分：(1)首先采用破乳剂使水中的分散油和乳化油脱稳从水中析出，成为“自由”态油。(2)再经集油器、除油器将以上所有油类与废水分离。(3)废油与水分离所得的废油渣内还有少量水分，再次将油水分离。(4)收集后油类几乎不含水分，废油量大幅度减少，便于废油的下一步处理处置。

6.1.2 蒸发分离盐、碱:除油后的废水进入MVR蒸发器，盐分、碱分和部分有机物残留在浓缩液中。部分有机物随水蒸气蒸离出来，形成有机物浓度较高的冷凝液，去下一处理系统;浓缩液进入焚烧系统进行焚烧处理。

6.1.3 去除COD、提高可生化性:含高浓度有机物的蒸发冷凝液进入氧化塔1级，再经激电催化裂解装置，使难分解的大分子有机物开环断链，转化为小分子化合物。再利用磁极催化反应器，在外界物理因素不变的条件下利用强电场及磁场辅助作用将水中的稳定大分子官能团破坏。然后再采用催氧化发生器，将有机物无选择的矿化，去除水中的有机污染物。再进入氧化塔2级及臭氧反应器，最后再加设深度处理器保障出水水质，使其最终能满足出水要求。

6.2 工艺技术特点

6.2.1 除油率高、除油彻底、废油不含水分:本工艺对油的处理分三部分：(1)本工艺采用破乳剂将分散油和乳化油从水中分离形成浮油。(2)经集除油器将以上所有油类进行分离、收集。(3)废油从设备内脱出后，不含水分。

6.2.2 改变有机物结构的物化预处理工艺:处理后的冷凝液要求满足污水处理站的处理要求，污水处理站采用生化处理工艺，因此，对冷凝液的处理，不宜采用生化的工艺，否则经生化预处理的废水再进入后续的生化工艺会带来一系列的技术困难。设计侧重于在对废水中有机物进行开环断链改变有机物分子结构的基础上，降解有机物，提高BOD/COD。针对蒸发冷凝液废水中有机物的特点，连续运用了氧化塔1级、激电催化裂解装置、磁极催化装置、催氧化发生器、氧化塔2级、臭氧反应器及终端水处理器等工艺，通过预处理降低废水中对生化有抑制作用的物质含量，把分子结构稳定的有毒有害物质，难生化降解的大分子有机物分解成小分子有机物，提高后续工艺的可生化性。

6.2.3 新型的MVR 蒸发技术的运用:(1)针对本项目废水中含碱量较高的特点，如采用通常的蒸发器，在碱性、温度、拉伸力的联合作用下，设备将不可避免地发生碱脆。因此，选择可行的蒸发工艺成为整个系统的重要环节之一。MVR技术是重新利用它自身产生来自二次蒸汽的能量，从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热层，当作加热蒸汽使用，使废水维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水，这样原先废弃的蒸汽就得到了充分利用，回收了潜热，又提高了热效率。(2)针对MVR蒸发器与三效蒸发器的经济效能，通过测算对比得，MVR蒸发工艺要比三效蒸发工艺每年运行费用节约8.56万元。

6.3 技术工艺流程，见图1

6.4 运行费用测算:本项目运行费用主要包括药剂费、设备费、电费及蒸汽费等。实际运行吨水处理费用为43.13元/t。

7 结束语

针对含碱废水特点，采用了实验室处理为试验基础，在试验取得成果的基础上，开展工艺设计，综合利用除油设备、高效蒸发设备、COD物化处理系统等工艺，在某煤制烯烃项目现场建设一套3m3/h处理能力的中试装置，中试装置建好投料后，很好地去除了废水中的油类、盐、碱及COD，提高了废水的可生化性，满足了后续生化工艺的进水要求。

7.1 试验结果：中试装置正常运行后进行了工艺测定工作，测定工作反映系统运行的真实情况，经过连续72h的测定并送水样检测，结果表明工艺系统运行稳定，见表3。

7.2 试验结果分析：根据中试运行结果可知，72h 连续运行测定的COD值分别为152mg/L、106.5mg/L、152mg/L，远小于设计值600mg/L。处理程度较深，水中大部分有机物都得到了降解，工艺处理能力大大超过设计要求，中试装置试验结果也验证了本含碱废水处理工艺的成功。处理后与处理前水样对比见图2(左：出水、中：浓缩液、右：原水)。

7.3 试验结论：本试验装置的成功实践，研发出了一套适合处理高浓度含碱水的工艺，弥补了国内对此类及同类型废水处理方法及工艺方面存在的不足，可以作为制定同行业及同类型的污水处理的标准。本工艺无论从投资还是处理效果都达到预期值，且费用较低，该工艺较为成功地处理煤制烯烃项目所产生的高浓度含碱废水，可进行大面积推广应用。