杨帅
(国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院,宁夏 灵武750411)
[摘 要]将煤化工含盐废水分盐零排放副产盐(氯化钠和硫酸钠)作为产品直接使用,目前国内没有国家或行业标准可直接借鉴,仅有团体标准可参考,同时煤化工含盐废水来源多且具有明显的行业特征、存在源头污染物差异、不同技术路线致副产盐品质存在差异,这样的背景下,有必要针对副产盐编制企业标准,用以规范和控制产品品质。阐述副产盐企业标准编制意义与编制原则、副产盐理化指标的选择、副产盐企业标准内容编制与流程、副产盐企业标准编制对工艺优化的指导作用以及副产盐的应用领域。认为煤化工含盐废水分盐零排放副产盐企业标准编制的核心内容是确定其关键指标和指标限值,这是指导企业有关生产经营的基础和管理依据。
[关键词]煤化工含盐废水分盐零排放;副产氯化钠;副产硫酸钠;企业标准编制;理化指标选择;工艺优化指导;应用领域
[中图分类号]X703 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2023)02-0062-04
0 引 言
近年来国内煤化工含盐废水处理技术飞速发展,从最初追求液体零排放到实现废水的分盐零排放,仅用了短短数年并已初见成效,形成了大量工程应用成功案例,展现了国内强大的工程化应用能力。现阶段煤化工含盐废水分盐零排放普遍采用预处理、分盐、蒸发与冷冻结晶耦合集成技术,从废水中综合回收大量产品水(中水)以部分替代煤化工企业的工业原水,从而节约大量的循环水补水,同时副产氯化钠和硫酸钠结晶盐。目前国内煤化工行业废水处理副产的结晶盐产量逐年增加,由于煤化工含盐废水分盐零排放集成技术可以拓展应用到其他化工行业及用水紧张和无纳污水体的地区,预期国内废水副产的结晶盐量会快速增长,但从废水中提取副产盐(氯化钠和硫酸钠)作为产品直接使用,目前国内没有国家或行业标准可直接借鉴,仅有团体标准可参考,资金雄厚的煤化工企业可在内部自建下游项目进行副产盐的深度利用,甚至进一步减少杂盐排量。为此,有必要针对副产盐编制企业标准,用以规范和控制产品品质。
1 编制背景
1.1 暂无明确适用的国家标准及行业标准
对于煤化工含盐废水分盐零排放副产的氯化钠和硫酸钠结晶盐,目前有两项国家标准——《工业盐》(GB/T 5462—2015)、《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009—2014),以及2019年7月发布的两项团体标准——《煤化工 副产工业氯化钠》(T/CCT 002—2019)、《煤化工 副产工业硫酸钠》(T/CCT 001—2019)可供参考。
GB/T 5462—2015适用的原料来源不包括从工业企业外排的含盐废水中提取的氯化钠;GB/T 6009—2014尚未对原料来源作出明确要求或限定,仅对硫酸钠的品质作出了三类划分,可供企业标准编制时参考。
团体标准T/CCT 002—2019与T/CCT 001—2019是由中国煤炭加工利用协会牵头组织编写的,是为满足市场和创新的需要,协调相关市场主体共同制定的标准。此两项团体标准分别参考了GB/T 5462—2015、GB/T 6009—2014,适用范围为煤化工含盐废水处理过程中精制提纯副产的工业氯化钠和硫酸钠。
1.2 含盐废水来源多且具明显的行业特征
煤化工含盐废水一般为各生产装置循环水排污水、除盐水站排污水、锅炉排污水、工艺废水处理后浓缩的含盐废水,具有高氨氮、高TDS、高硬度、高碱度、高COD、可生化性差、混有硝酸盐及其他金属污染物等特点,即制备结晶盐的原料为废水,且废水水质具有明显的煤化工行业特征。从污染物溯源的角度分析,含盐废水中的盐及其他污染物均来自工业生产水、原料煤、煤化工工艺过程废水及上中游水处理工艺添加的各种水处理药剂,换言之,原料废水的特征污染物必然会影响结晶盐的品质。典型的煤化工含盐废水盐分及污染源分析如下。
(1)气化外排水。包括高温且富含硬度、有机物、氨氮的含盐废水,其来源为:① 气化系统经过浓缩和沉降后的气化灰水,其污染物来自原料煤气化过程所产生的各类有机物、硬度及碱度、盐、重金属等;② 气化灰水循环过程中添加的絮凝剂、助凝剂以及灰水分散剂等药剂,经汽提后外排。
(2)除盐水站排水。包括酸碱中和后盐水、酸碱废水、再生后盐水等,其来源为:① 树脂运行、再生过程中产生;② 膜运行中添加的药剂以及膜清洗产生的废液等。
(3)循环水站排污水。即循环水经浓缩后的含盐废水,其来源为:① 工业原水浓缩形成,富集了硬度、碱度及其他盐分;② 循环水处理过程中添加的药剂;③ 水冷器泄漏的各种工艺介质。
(4)废水处理后的外排水。如RO膜浓缩后的含盐废水,其来源为污水处理、中水回用后浓缩的含盐废水。
(5)锅炉排污水。即炉水浓缩后的含盐废水,其来源为锅炉运行中所产生的排污浓缩废水,富含硬度、碱度和盐分。
1.3 煤化工含盐废水存在源头污染物差异
尽管同属煤化工行业,但由于产品不同、工艺路线差异、原料煤煤质及辅助材料(如添加不同的水处理剂等)差异等,以及各生产单位的管理、维护水平不同亦或其内部排放标准不同,均会使末端外排的含盐废水特征污染物不尽相同。简言之,煤化工含盐废水分盐零排放副产的结晶盐,不同的行业细分领域也可能存在结晶盐品质的差异,甚至可能出现新的特征污染物,这导致行业通用性标准的制定难度较大。
1.4 不同技术路线致副产盐品质存在差异
煤化工含盐废水分盐零排放技术普遍采用了“预处理、膜浓缩、分盐、蒸发、结晶(热法结晶、冷冻结晶)”这一技术路线,但不同企业由于投资、运行成本、废水处理回用目的等的差异,所采用的细分工艺、设备会有不同,以及因采用不同的细分领域技术、管理与操作维护水平不同、工艺技术集成与耦合方式不同、装置可靠性不同等因素,最终会导致副产盐的品质及其他指标存在差异。
2 企业标准编制意义与编制原则
更多内容详见《中氮肥》2023年第2期