煤制乙二醇項(xiàng)目廢水特點(diǎn)及處理思路

徐水晶

摘 要：乙二醇是一種重要的原料，在聚酯滌綸、聚酯樹脂、吸濕劑、增塑劑、表面活性劑、合成纖維和化妝品生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用。但在煤制乙二醇項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種廢水，從而污染環(huán)境。為了對(duì)煤制乙二醇項(xiàng)目廢水進(jìn)行有效處理，保證項(xiàng)目實(shí)施綠色、環(huán)保，本文對(duì)煤制乙二醇項(xiàng)目的廢水特點(diǎn)進(jìn)行分析，并針對(duì)廢水特點(diǎn)提出具體的處理思路，旨在為實(shí)踐提供幫助和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤制乙二醇;廢水特點(diǎn);處理思路

中圖分類號(hào)：X784 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）11-0142-03

Abstract： Ethylene glycol is an important raw material， which is widely used in the production of polyester polyester， polyester resin， moisture absorbent， plasticizer， surfactant， synthetic fiber and cosmetics. However， in the process of implementing the project of coal-to-ethylene glycol， various wastewater will be produced， thus polluting the environment. In order to effectively treat the wastewater from coal-to-ethylene glycol project and ensure the green and environmental protection of the project， this paper analysed the characteristics of wastewater from coal-to-ethylene glycol project， and put forward specific treatment ideas according to the characteristics of wastewater， aiming at providing help and guidance for practice.

Keywords： coal to ethylene glycol; characteristics of wastewater;treatment ideas

近年來(lái)，新材料研究持續(xù)深入，越來(lái)越多的新材料被投入社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中。聚酯是一類具有優(yōu)良性能且應(yīng)用廣泛的工程塑料，在目前的社會(huì)中有著較大需求。作為聚酯的重要生產(chǎn)材料，乙二醇的市場(chǎng)需求量也有了顯著提升。隨著市場(chǎng)需求量增大，乙二醇的投資熱度持續(xù)增加。基于這樣的大環(huán)境，我國(guó)積極進(jìn)行乙二醇項(xiàng)目的規(guī)劃和建設(shè)，目前建成、在建以及擬建和規(guī)劃的煤制乙二醇項(xiàng)目有30多個(gè)。煤制乙二醇項(xiàng)目是目前乙二醇生產(chǎn)的核心項(xiàng)目，該項(xiàng)目生產(chǎn)技術(shù)的核心為煤氣化以及合成氣羰化耦合。因?yàn)椴煌簹饣に嚠a(chǎn)生的廢水的污染程度不同，所以具體處理思想也有所差異。基于此，本文主要對(duì)廢水的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并基于其特點(diǎn)討論廢水處理措施。

1 煤制乙二醇及其工藝技術(shù)路線

1.1 乙二醇概述

乙二醇，俗名為甘醇，是一種重要的有機(jī)化工原料，在目前的生產(chǎn)實(shí)踐中有著重要的應(yīng)用。乙二醇的分子式為C2H6O2，是一種具有黏性、無(wú)色、無(wú)臭和不易揮發(fā)的液體，吸水性強(qiáng)，有甜味[1]。

1.2 煤制乙二醇工藝技術(shù)路線

我國(guó)煤炭資源豐富，所以煤制乙二醇逐漸成為我國(guó)煤化工發(fā)展的主要方向，是獲取乙二醇的重要途徑。目前，煤制乙二醇的主要技術(shù)路線有三種[2]。

第一種為直接合成路線。該技術(shù)路線以煤為基本原料制取合成氣，再利用合成氣直接合成乙二醇。利用合成氣直接合成乙二醇最早由美國(guó)杜邦公司于1947年提出。從該技術(shù)的具體實(shí)施來(lái)看，反應(yīng)條件比較苛刻，需要催化劑、高溫和高壓。而在不滿足上述條件時(shí)，該技術(shù)無(wú)法得到有效利用。

第二種是甲醇甲醛路線。該技術(shù)路線仍以煤為原料，通過(guò)氣化、變換和凈化后得到合成氣，將合成氣制成甲醇，再由甲醇制成乙烯，乙烯氧化得到環(huán)氧乙烷，最后利用環(huán)氧乙烷水合法制取乙二醇。

第三種為草酸酯路線。該技術(shù)路線的原料依然是煤，通過(guò)氣化、變換、凈化和分離提純后得到一氧化碳和氫氣。一氧化碳在經(jīng)過(guò)催化偶聯(lián)合成草酸酯，草酸酯加氫生成乙二醇。該工藝流程比較短，而且成本比較低，是目前應(yīng)用最廣泛的乙二醇生產(chǎn)工藝。

2 煤制乙二醇項(xiàng)目廢水的來(lái)源以及處理

從煤制乙二醇項(xiàng)目的具體開展來(lái)看，在不同的工藝環(huán)節(jié)會(huì)有不同類型的廢水產(chǎn)生，而不同環(huán)節(jié)的廢水需要采用不同的處理方式，這樣，廢水處理效果才會(huì)達(dá)到最佳。接下來(lái)主要對(duì)項(xiàng)目廢水的來(lái)源與處理進(jìn)行分析。

2.1 氣化廢水及處理

氣化廢水是煤制乙二醇項(xiàng)目實(shí)踐中的重要廢水來(lái)源。對(duì)氣化工藝廢水做具體的污染物分析可以發(fā)現(xiàn)，其中的污染成分有氰化物、揮發(fā)酚、硫化物、氨氮和有機(jī)物[3]。

基于實(shí)踐分析可知，氣化工藝裝置產(chǎn)生的廢水會(huì)因?yàn)楣に嚰夹g(shù)和煤質(zhì)的差異出現(xiàn)不同，所以在具體的廢水處理中需要差別對(duì)待。例如，魯奇氣化工藝對(duì)環(huán)境的污染大于德士古氣化工藝;以褐煤和煙煤為主要原料進(jìn)行氣化產(chǎn)生的污染要明顯高于無(wú)煙煤和焦炭為原料產(chǎn)生的污染;與固定床相比，流化床和氣流床的廢水水質(zhì)明顯較好。因此，在廢水處理過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)廢水的具體情況選擇合適的廢水處理工藝。

固定床氣化工藝的氣化溫度較低，廢水成分復(fù)雜，而且污染物中，有機(jī)污染物占比較高，污染程度大，具體特性為高氨氮、高COD、高酚和高石油類。該類工藝廢水處理過(guò)程較為復(fù)雜，處理難度大。其處理過(guò)程為，利用酚胺回收裝置對(duì)廢水中的酚胺進(jìn)行回收預(yù)處理，運(yùn)用以去除COD、BOD以及氨氮為主體的生化處理工藝對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行處理。

流化床工藝?yán)卯a(chǎn)生的主要廢水為高濃度煤氣洗滌廢水。此類廢水中含有大量的酚氰化合物、油類以及氨氮等有毒有害物質(zhì)。分析廢水成分發(fā)現(xiàn)，廢水中的氨氮含量比較高，而污水所含的有機(jī)污染物主要包括了酚類、多環(huán)芳香族化合物等。針對(duì)流化床工藝產(chǎn)生的廢水，在進(jìn)行廢水處理時(shí)，需要根據(jù)液態(tài)排渣特性設(shè)置渣水分離系統(tǒng)，之后再采取煤氣水分離以及酚氨回收等針對(duì)性措施。

氣流床的氣化工藝溫度比較高，碳轉(zhuǎn)化率高，在實(shí)踐中不存在焦油液態(tài)排渣現(xiàn)象。以德士古氣化工藝為例，利用水煤漿氣化工藝技術(shù)，廢水特性是高懸浮物、高氨氮。由于高溫氣化工藝，水質(zhì)相對(duì)潔凈，所以有機(jī)污染程度比較低。此類廢水經(jīng)渣水分離系統(tǒng)分離后，針對(duì)高懸浮物以及高氨氮的特性，利用混凝沉淀或者是閃蒸預(yù)處理措施[4]。

2.2 變換工藝廢水及處理

實(shí)施煤制乙二醇項(xiàng)目中，變換工藝不可缺少，且變換工藝過(guò)程中也會(huì)有廢水產(chǎn)生。從現(xiàn)階段的分析來(lái)看，變換工藝廢水主要指變換過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝液，主要包含氨氮。因?yàn)樽儞Q工藝中的廢水污染物成分比較單一，所以具體的水處理措施也相對(duì)簡(jiǎn)單，一般是利用汽提法進(jìn)行氨處理，然后再進(jìn)行后續(xù)生化處理。

2.3 酯化工藝廢水及處理

實(shí)施煤制乙二醇項(xiàng)目中，酯化工藝對(duì)乙二醇獲得具有重要價(jià)值，但在酯化過(guò)程中，會(huì)不可避免地出現(xiàn)廢水。對(duì)酯化工藝實(shí)踐中的廢水做成分檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，主要污染物有醇類、BOD、硝酸鹽類。

當(dāng)前，酯化廢水處理方式主要為膜分離技術(shù)、熱蒸發(fā)技術(shù)及兩種技術(shù)組合形成的工藝。由于乙二醇酯化廢水含鹽量較高，一般為2%～4%，而且成分比較復(fù)雜，色度深，pH低，COD與BOD含量較高，若直接采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式進(jìn)行處理，蒸汽能耗量非常大，而如果單純地利用膜分離技術(shù)，因鹽含量高、成分復(fù)雜，運(yùn)行過(guò)程中容易造成膜堵塞和膜污染?；诖耍瑥慕?jīng)濟(jì)角度進(jìn)行分析，對(duì)酯化工段含鹽廢水處理可采用“預(yù)處理+膜分離+蒸發(fā)”的組合工藝。目前，在實(shí)踐中比較常用的脫鹽技術(shù)主要有混凝沉淀法、機(jī)械過(guò)濾法以及活性炭吸收法。

2.4 全廠廢水處理

氣化廢水以及酯化廢水在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入后續(xù)污水處理系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目廢水的“清污分流”和“雨污分流”，在具體處理過(guò)程中，需要采用2套污水處理系統(tǒng)。其中一套為全廠生化處理系統(tǒng)，主要的作用是處理整個(gè)生產(chǎn)工藝廢水、生活化驗(yàn)廢水以及地坪沖洗水等;另外一套為全廠中水回用系統(tǒng)，主要的作用是有效處理循環(huán)水系統(tǒng)排污水、脫鹽水占排污水。

在全廠廢水處理過(guò)程中，生化廢水處理系統(tǒng)和中水處理系統(tǒng)的具體使用不同，需要分開闡述。對(duì)于生化處理系統(tǒng)，首先，要進(jìn)行進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)，以提升系統(tǒng)的應(yīng)用成效。因此，需要對(duì)氣化、酯化預(yù)處理后的水質(zhì)提出明確要求，然后確定進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其次，設(shè)計(jì)污水處理工藝方案。從污水綜合進(jìn)水的水質(zhì)要求入手進(jìn)行分析，廢水中的有機(jī)物含量比較高，廢水易生化，因此，在處理過(guò)程中核心工藝應(yīng)該以生化為主。當(dāng)然，廢水中除了有機(jī)物之外，還有其他污染物，如氨氮，因此，在生化處理工藝流程中采用A/O硝化反硝化，用于脫除廢水中的氨氮。最后，綜合各方面因素，設(shè)計(jì)出“厭氧水解酸化+生物脫氮+深度處理”相結(jié)合的工藝技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理。整個(gè)工藝包括四個(gè)部分：預(yù)處理階段、生化處理階段、深度處理階段和污泥處理階段。

循環(huán)水系統(tǒng)排水、脫鹽水站排水等清靜廢水主要含有鹽及少量的SS，有機(jī)物的含量也比較少。在處理中，可以利用超濾+反滲透工藝，以為循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充大量水分，最大程度上減少工程外排廢水量。

3 注意事項(xiàng)

對(duì)煤制乙二醇的整個(gè)技術(shù)過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，各種廢水存在差異性，因此，在具體的廢水處理實(shí)踐中，要注意兩方面的內(nèi)容。

3.1 做好廢水的污染成分分析

為了實(shí)現(xiàn)廢水處理的高效性和經(jīng)濟(jì)性，需要準(zhǔn)確地找出廢水中的污染物，然后針對(duì)污染物設(shè)計(jì)采取相應(yīng)處理措施。因此，在具體廢水處理過(guò)程中，必須對(duì)廢水污染物進(jìn)行有效檢測(cè)。從目前的實(shí)踐研究來(lái)看，廢水的準(zhǔn)確檢測(cè)主要依賴于以下兩方面的因素。①技術(shù)、設(shè)備因素。如果技術(shù)不成熟或者技術(shù)存在片面性，廢水中的污染物檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)遺漏，這對(duì)廢水處理不利。因此，在實(shí)踐中，要積極進(jìn)行廢水檢測(cè)技術(shù)研究，在污染物檢測(cè)中，需要利用較為先進(jìn)的技術(shù)。另外，設(shè)備的性能發(fā)揮以及精確性會(huì)影響污染物含量檢測(cè)的準(zhǔn)確性，因此，需要在污染物檢測(cè)實(shí)踐中對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，保證設(shè)備利用的高效性和高質(zhì)量性。②人員因素。人員的專業(yè)性對(duì)于檢測(cè)的具體結(jié)果也有顯著影響。因此，在實(shí)踐中，要強(qiáng)調(diào)人員的專業(yè)性，注重從理論和實(shí)踐兩方面入手考察人員的專業(yè)性。

3.2 優(yōu)化廢水處理過(guò)程

基于廢水污染物的準(zhǔn)確分析落實(shí)廢水處理措施，可以保證廢水的處理效果，但在處理過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?qū)μ幚磉^(guò)程監(jiān)管不力而造成處理措施落實(shí)效果不佳。針對(duì)這種情況，需要強(qiáng)調(diào)兩方面的工作。①明確廢水處理流程，并基于流程做好監(jiān)管責(zé)任劃分。流程明確對(duì)處理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有重要意義。②加強(qiáng)對(duì)處理措施具體執(zhí)行監(jiān)管。比如，在污水處理實(shí)踐中，確定處理流程及處理標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)管單位要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管執(zhí)行機(jī)構(gòu)處理措施的落實(shí)情況，以充分發(fā)揮處理措施的實(shí)施效果，使廢水處理結(jié)果符合預(yù)期。

4 結(jié)語(yǔ)

乙二醇作為一種重要的化工原料，在當(dāng)前各方生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。我國(guó)當(dāng)前主要的乙二醇生產(chǎn)工藝為草酸酯煤制乙二醇，該工藝技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同特點(diǎn)的廢水，如果處理不當(dāng)，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，對(duì)具體的工藝技術(shù)路線進(jìn)行分析，并就廢水的來(lái)源以及特點(diǎn)進(jìn)行全面研究，從而提出針對(duì)性的處理思路，以保證廢水處理效果達(dá)到最佳。

參考文獻(xiàn)：

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