环保新质生产力|神华包头煤化工外排废水脱盐达标排放改造项目

　　生态环境保护示范工程2024-S-22
 

　　神华包头煤化工外排废水脱盐达标排放改造项目
 

　　申报单位
 

　　合众思(北京)环境工程有限公司
 

　　业主单位
 

　　国能包头煤化工有限责任公司(原：神华包头煤化工有限责任公司)
 

　　推荐单位
 

　　北京市环境保护产业协会
 

　　投运时间
 

　　2021年9月
 

　　工程示范点
 

　　传统高盐废水处理工艺中，工业废水经过预处理、反渗透膜脱盐后，淡水被循环利用，但同时会产生10%~30%的浓盐水，浓盐水中的TDS、COD、TN等污染物浓度会大大超过国家或地方排放标准。因此，浓盐水的处置是企业必须解决的问题，对于内陆地区，通常选择“零排放”处理工艺。以硫酸钠为主废水经过纳滤分盐处理后得到的纳滤浓水，除了硫酸钠外还含有氯化钠和少量其他杂盐，COD的含量较高。考虑到预处理和膜浓缩工段的压力，且TDS远低于饱和浓度，该工程采用冷冻结晶工艺，分盐技术通常采用“MVR降膜蒸发+HFC冷冻结晶+熔融结晶+FC强制循环结晶”处理工艺。无机盐可以作为化工原料利用，从而实现真正废水的资源化利用。
 

　　工程规模
 

　　总处理浓盐水规模：450m3/h，蒸发结晶总进水量：83m3/h，氯化钠结晶进水量：55m3/h，硫酸钠结晶进水量：28m3/h
 

　　工艺流程
 

　　硫酸钠蒸发结晶单元
 

　　煤化工废水经过纳滤分盐处理后得到的纳滤浓水，水质中主要以硫酸钠为主，还含有氯化钠和少量其他杂盐，COD的含量较高。考虑到预处理和膜浓缩后的水量仍比较大，且TDS远低于饱和浓度，根据硫酸钠的溶解度随温度的降低而减小，而氯化钠盐的溶解度随温度变化不明显的特点，采用“MVR降膜蒸发+HFC冷冻结晶+熔融结晶+FC强制循环结晶”处理工艺。
 

　　由于硫酸钠对温度的敏感性，可先通过冷冻结晶法析出芒硝(Na2SO4·10H2O)，芒硝经过离心分离后进入熔融结晶器，产生的硫酸钠浆液进入FC强制循环结晶器进行蒸发结晶，得到无水硫酸钠晶体。蒸发结晶器设有密度检测仪，当溶液的密度达到设定值时硫酸钠出料泵，开始将晶浆送至离心机。离心后的母液经母液泵返回强制循环结晶器(FC强制循环结晶器)，离心得到的盐晶送出界区。冷冻结晶器的母液部分返回冷冻结晶系统，部分排入混盐结晶单元，保证Na2SO4结晶盐的产品纯度。
 

　　运行效果
 

　　(1)达标排放：分盐结晶系统可以有效去除废水中的盐类物质，实现废水零排放，达到环保排放标准，进而减少对周边环境的影响。
 

　　(2)能耗效率：分盐结晶系统在去除盐类物质的过程中，热能实现循环利用，有效提高能耗效率，降低生产成本。
 

　　(3)脱盐效果：分盐结晶系统可以对废水中的盐类物质进行有效分离和结晶，有效去除盐类物质，提高脱盐效果，产品品质氯化钠纯度达98.5%，无水硫酸钠纯度达99%，杂盐率小于10%，降低废水处理成本。盐类副产品还可以带来一定的经济效益。
 

　　二次污染控制
 

　　该项目采用冷冻结晶分盐技术，通过高效的固液分离过程和减少化学药剂的使用，显著降低了废水处理过程中可能产生的二次污染，是一种环保和有效的废水处理方法。
 

　　(1)高效固液分离：冷冻结晶技术通过低温冷冻的方式将水中的溶解盐和部分水分结晶分离出来，形成固体结晶体。这一过程能够有效地从废水中去除大部分悬浮固体颗粒和部分溶解的盐类物质，减少废水中的悬浮物和固体颗粒的排放，改善废水的透明度和悬浮物的含量，降低对周围水体的二次污染风险。
 

　　(2)减少化学药剂的使用：冷冻结晶技术相比传统的化学沉淀方法，减少了对化学药剂的需求。传统的化学处理方法通常需要大量的絮凝剂和其他化学药剂来促使污染物的沉淀和去除，而冷冻结晶技术则能够通过物理冷冻分离的方式实现相似的效果，减少了化学药剂使用对周围环境的潜在影响。
 

　　(3)提高废水处理效率：冷冻结晶技术能够有效降低废水中的总溶解固体(TDS)和电导率，改善废水的出水水质指标。通过去除大部分的盐类物质，废水水质可以更容易地达到国家和地方的排放标准限值要求，降低对周围水环境的影响。
 

　　达到的标准或性能要求
 

　　神华包头煤化工外排废水脱盐达标排放改造项目中的分质结晶装置于2021年10月份一次性试车成功，分质结晶各单元全部达到设计处理量，产生的冷凝水可进入生产系统代替新鲜水，副产品氯化钠和无水硫酸钠品质高，氯化钠和硫酸钠产品主含量(质量分数)全部达到99%以上，氯化钠的品质不低于T/CCT 002—2019《煤化工 副产工业氯化钠》中工业干盐一级品及GB/T 5462—2015 《工业盐》中精制工业干盐一级标准要求；硫酸钠的品质不低于T/CCT 001—2019《煤化工 副产工业硫酸钠》中工业A类一等品及GB/T 6009—2014 《工业无水硫酸钠》中Ⅱ类一等品标准要求。废水全部实现资源化利用，不外排，不仅可减小废水对周围环境的影响，提高企业的经济效益，还可降低水资源消耗，实现对工业废水真正意义上的“零排放”。无二次污染。
 

　　目前，分质结晶装置已连续稳定运行超过2年，氯化钠结晶单元各项指标均超过设计值，HFC冷冻结晶单元做到了长周期连续稳定运行，冷却器冻堵周期超过了30d。连续稳定运行使冷冻结晶单元运行能耗大幅降低，解堵次数减少，大大降低了工人的劳动强度。
 

　　工程申报单位联系信息
 

　　单位名称：合众思(北京)环境工程有限公司
 

　　原标题：环保新质生产力|神华包头煤化工外排废水脱盐达标排放改造项目