本站小編為你精心準備了煤化工濃鹽水及結晶鹽處理技術參考范文,愿這些范文能點燃您思維的火花,激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
摘要:燃煤產生的一系列廢物和化工濃鹽水的處理一直是環保工作所要解決的重要問題,本文基于煤化工濃鹽水的處理工藝和當前的應用情況進行了分析,對結晶鹽的處理進行探討,以期在相關技術方面取得長遠的發展和進步。
關鍵詞:煤化工;濃鹽水;結晶鹽;處理技術
煤化工廢水量大,水質復雜,含有多種有害物質,可對環境和土壤造成無法彌補的損害,對煤化工廢水進行技術處理已成為煤化工企業面臨的重要問題。和一般工業廢水的處理流程類似,煤化工廢水處理工藝鏈通常包括預處理、生化處理、深度處理回收等,最終的濃鹽水經蒸發結晶達到零排放的標準。一般后期的深度處理對處理工業和技術的要求比較高,處理起來難度也比較大,并且很多企業由于資金和運行方面的限制,未能對廢水進行深度處理,因此還未能實現零排放和無污染。至于末端產生的結晶鹽的處理則更為復雜和困難,一直困擾著相關企業和當地政府,因此對煤化工濃鹽水及結晶鹽處理技術進行進一步的探索和研究是相當有必要的,對于促進工業零污染排放,實現化工產業的進步和環境的友好性具有重要的意義。
1煤化工濃鹽水的特點和處理技術分析
實現煤化工廢水不外排的關鍵就是濃鹽水的處理,從一些工程實例來看,通常廢水回收率不高,在60%--70%,其中還有30%--70%的濃鹽水需要處理。目前大多數企業都選擇蒸發結晶技術處理濃鹽水,結晶鹽不但包含多種結晶鹽成分,還包括許多化學元素和有機物,直接排放對環境會造成巨大的傷害。哈爾濱工業大學曾提出過煤化工濃鹽水分離工業鹽的專利技術,采用六步法制取單質鹽并應用多種耦合技術達到煤化工濃鹽水的分離,該技術已在內蒙古某企業實驗;除此之外,東華工程科技股份公司也提出煤化工濃鹽水制取氯化鈉和鹽硝的技術,通過膜濃縮、物料分離、部分結晶、母液排除、制取結晶單鹽來達到煤化工濃鹽水分離的目的,目前該技術在新疆某化工企業應用試驗。下面具體介紹幾種濃鹽水的處理工藝:
1.1濃鹽水的膜濃縮技術
相對于傳統的加熱濃縮,膜濃縮技術是利用有效成分與液體的分子量的不同,實現定向分離的,特制的膜只能允許期望的分子通過而進行分離,達到濃縮的目的,這是一種高效的純化濃縮技術,又有低能耗、常溫下進行、對產品影響小的優點。經膜濃縮技術后污水中的鹽分提高了,可以達到60000mg/L-80000mg/L。現代常用的工藝有高效反滲透技術膜濃縮工藝、納濾膜濃縮工藝、正透膜濃縮工藝、震動膜濃縮工藝等等,隨著科技的發展和材料研究的進步,膜濃縮技術已經比較成熟,廣泛應用到各個領域的工業處理中。納濾膜濃縮工藝壓力低、能耗也低,可以降低反滲透膜的脫鹽負荷,在一定程度上提高了脫鹽率,但是該技術應用到煤化工濃鹽水的處理上有效性還有待考量;HRRO技術由于其低堿度、高PH值的特性能夠很好的解決膜系統有機物污染、生物污染、硅結構的問題,廣泛應用到電力部門、煉油公司以及化石、化工行業。正滲透工藝是近幾年發展起來的工藝,它利用滲透液濃度的高低造成的壓力差使化學分子產生定向流動,這一過程無污染且具有較高的水回收率,回收率可以達到90%,通過合適的添加液對濃鹽水進行再濃縮,鹽析出后便可實現零排放,國內電廠中脫硫除塵上應用比較廣泛,煤化工廢水處理應用尚少。膜震動濃縮工藝,顧名思義就是通過高頻震動來實現分子的分離,能夠有效防止表面結晶,脫鹽率也可以達到40%-60%。除了本文提到的幾種膜濃縮技術,國內已有不少公司開發了新的處理技術,部分正在實踐生產中檢驗效果,現代科技的發展可以讓我們高效、無污染的達到我們想要的結果。
1.2濃鹽水的蒸發技術
概括的說濃鹽水的蒸發一般分為自然蒸發和非自然蒸發。自然蒸發一般在我國西北部應用比較廣泛,氣候干燥,降雨量偏少等自然因素便利了濃鹽水的自然蒸發,因此西部的一些煤化工企業為節省資金會選擇自然蒸發的方式,只要建立蒸發塘以及溝渠基本就可以實現這項技術,但是蒸發塘并不能完全實現零污染和零排放,同時還會帶來一些安全隱患,若防滲不當,會導致地下水遭到污染;蒸發塘以及堤壩的也存在著潰壩的風險,一旦出現事故將會對周圍環境造成極大的危害,甚至威脅周圍的居民和工人,因此現在很多企業為響應國家號召一逐步取代自然蒸發。非自然蒸發就是要通過外力對濃鹽液進行壓縮蒸發,或機械施壓或高溫加熱蒸發。機械蒸發一般通過樣液的汽化、液化等物理變化來實現能量的交換和傳遞,給濃鹽液施加熱能促進其蒸發。不過用機械壓縮技術是要以能耗為代價的,要么用電要么燒煤,但是不管怎樣獲取熱量,能量是守恒的,相比于自然蒸發,非自然蒸發就要以付出熱量為代價進行濃鹽水的蒸發,在經濟性上與自然蒸發不可比。除此之外還有其他的蒸發技術,如電滲析技術、焚燒技術、多效蒸發等等,不同的地理環境和企業類型根據實際情況選擇不同的工藝方案,但是都要按照規章制度來操作,使結晶鹽達到標準再進行處理。
1.3結晶鹽的處置探討
蒸發結晶鹽的主要成分是鈉、鉀氯化物,有機物和少量的重金屬,煤化工的結晶鹽生產量大,極易溶于水,并且不容易固化,若不采取相應的措施進行固化處理,會造成二次污染。對結晶鹽的處理需要通過固化預處理后進行填埋,當前采用的固化處理技術包括有水泥固化、凝硬性材料固化、大型包膠、熱固性微包膠、熱塑性微包膠和玻璃固化等。煤化工濃鹽水中含有機物和鹽化合物,含鹽量高達10000-100000mg/L,COD為500-5000mg/L,含有鈉、鉀、鈣、鋁、鎂、猛、氯、硝酸根、亞硝酸根以及硫酸根等離子,其中鈉離子的濃度高達10000-60000mg/L,氯離子濃度可達到10000-50000mg/L,硫酸根濃度為5000-20000mg/L。這些離子若被直接排放到河流、土壤中會發生化學反應,生成硫酸等有害化學物質,腐蝕土壤、污染河流,因此需要固化處理。不少研究人員致力于煤化工結晶鹽的處理,在實踐中了解到玻璃固化技術對于結晶鹽固化預處理具有良好的效果,容納鹽量大、耐硫酸鹽腐蝕性能強、固化效果佳等優點,以往由于技術限制和材料限制,玻璃固化技術由于技術復雜,設備材料要求高、成本高,而未能得到廣泛應用和發展,隨著科學技術的發展,這些已經不再成為困擾人們的問題,先進的技術設備和材料可以滿足玻璃固化的要求,因此得到廣泛應用;除此之外,水泥固化技術設備簡單、才做簡便,最重要的是材料來源廣泛,成本較低,適合一些中小型企業對煤化工結晶鹽處理,固化產物的強度也比較高,有成本受限的情況下是個不錯的選擇,水泥固化也有一定的缺點,由于結晶鹽中含有大量的硫酸鹽、氯化物和有機物,會造成腐蝕降低固化效果。煤化工濃鹽水高COD、高鈉、高氯化物、高硫酸根的特點,勢必會對蒸發結晶造成困難,在材料設備上就要選擇耐腐蝕的高性能材料,可見結晶鹽作為危險物處理價格是非常昂貴的,既能妥善的處理濃鹽水和結晶鹽又能降低成本一直以來都是企業和研究人員的追求。無論采取何種技術、何種結晶鹽固化方式對其進行預處理,都要避免處理后結晶鹽淋溶,進行填埋時也要保證50年的固化效果,還要防止防滲措施老化造成填埋鹽泄露對環境造成危害。鑒于煤化工結晶鹽處理難度大、費用高以及考慮對環境的長期作用,致力于結晶鹽的穩定化、無害化和資源化利用研究是社會更加迫切的要求。若能將濃鹽水中的腐蝕性離子分離出來,合成新的無害化學物質并能加以利用,使最后的結晶鹽固體不再有腐蝕性有機物等,會方便其后續處理和填埋。
2結語
煤化工的濃鹽水處理不當會對環境和人類的長期生存發展造成危害,我們應當重視其工業廢物的處理,若能從源頭上進行預防和處理,改善水質、減少排水量最好,在處理煤化工濃鹽水和進行結晶鹽處理時,采用新技術進行濃鹽水的蒸發結晶,在對結晶鹽進行妥善的固化處理,高效、無污染是我們的追求更是我們的要求,真正實現零污染和零排放,才能從總整體上解決企業的環保和經濟壓力。
參考文獻:
[1]李琨,徐春艷,韓洪軍,等.煤化工濃鹽水熱膜耦合工業鹽資源化利用研究[J].給水排水,2018(1):70-75.
[2]金云巧.煤化工濃鹽水及結晶鹽處理技術探討[J].煤化工,2016,44(4):18-21.
[3]孫洪濤,張艷,邢明皓.一種煤化工濃鹽廢水高純度結晶提鹽工藝:,CN105254099A[P].2016.
作者:魏星 單位:兗礦集團有限公司總醫院