廢水零排放在煤制乙二醇中的應(yīng)用分析

侯曉東

摘 要：本文論述了我國(guó)煤制乙二醇項(xiàng)目的生產(chǎn)需求，建立主要生產(chǎn)工藝流程，在生產(chǎn)過(guò)程中廣泛利用草酸酯處理路線。本文根據(jù)草酸酯法工藝路程，主要分析了生產(chǎn)過(guò)程中廢水處理方法，通過(guò)處理工作，回收利用產(chǎn)品水，避免向環(huán)境中隨意排放廢水。

關(guān)鍵詞：廢水;零排放;煤制乙二醇;應(yīng)用分析

乙二醇是一種化學(xué)原料，在生產(chǎn)聚酯中廣泛利用乙二醇。近些年我國(guó)不斷增加煤制乙二醇項(xiàng)目，乙二醇年產(chǎn)能達(dá)到448萬(wàn)t。但是相關(guān)裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步提升，因此我國(guó)當(dāng)前還需大量進(jìn)口乙二醇。在煤制乙二醇中需要利用針對(duì)性的處理工藝，達(dá)到廢水零排放效果。

1 概述煤制乙二醇的技術(shù)路線

根據(jù)我國(guó)的能源情況，在乙二醇工藝制備過(guò)程中利用煤基合成線路，這也符合我國(guó)國(guó)情。當(dāng)前在生產(chǎn)過(guò)程中廣泛利用直接法和間接法，間接法主要包括甲醇法和甲醛法以及草酸酯法。

利用直接法的過(guò)程中，主要是煤經(jīng)氣化獲取合成氣，利用合成氣直接獲取乙二醇。在這一工藝過(guò)程中，整體操作比較簡(jiǎn)單，工作流程也比較短，這一工藝對(duì)于反應(yīng)條件提出較高的要求，選擇的催化劑為金屬銠，這類金屬的成本較高。催化劑具有較低的選擇性和轉(zhuǎn)化率，因此無(wú)法在工業(yè)化發(fā)展中推廣應(yīng)用。利用甲醇法的過(guò)程中，主要原料為合成氣，利用甲醇制烯烴技術(shù)獲取乙烯，通過(guò)乙烯環(huán)氧化工作，獲取環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷再經(jīng)過(guò)水合并之后，通過(guò)精制獲取乙二醇。MTO技術(shù)和乙烯制乙二醇工藝都發(fā)展的比較成熟，利用甲醇法需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的工作流程，在利用MTO技術(shù)的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生丙烯。

甲醛工藝路線涉及到較多的方法，例如甲醛氫甲?；ê图兹┛s合法以及甲醛電化加氫二聚法。當(dāng)前這些技術(shù)發(fā)展的不夠完善，仍舊處于研究發(fā)展階段，還無(wú)法在工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中廣泛推廣。草酸酯法利用CO催化耦合作用，形成草酸酯，加入氫氣之后制備乙二醇，整體反應(yīng)過(guò)程比較溫和，因此我國(guó)煤制乙二醇裝置過(guò)程中主要是利用草酸酯法。

2 概述草酸酯法的工藝流程

當(dāng)前我國(guó)煤制乙二醇過(guò)程中，主要是利用草酸酯法生產(chǎn)乙二醇，通過(guò)煤氣化獲取合成氣，實(shí)施凈化和提純處理之后，獲取原料氣一氧化碳和氫氣。利用兩步法工藝生產(chǎn)乙二醇：首先利用一氧化碳實(shí)現(xiàn)氣相反應(yīng)，形成草酸酯，其次對(duì)草酸酯加氫氣，可以形成乙二醇。利用C1-C4醇和氮氧化物反應(yīng)，通過(guò)氧化形成草酸酯，轉(zhuǎn)化NO為三氧化二氮，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。草酸酯加入氫氣之后，形成乙二醇。

在生產(chǎn)乙二醇的過(guò)程中，煤氣化裝置和草酸二甲酯合成裝置等會(huì)產(chǎn)生很多廢水。氣化工藝關(guān)系到煤氣化裝置廢水的產(chǎn)生，在煤制乙二醇?xì)饣^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較高濃度的氨氮廢水，水質(zhì)比較潔凈。利用DMO合成裝置居于較高的含鹽量，其中具有較高的醇類含量。利用乙二醇合成裝置，廢水中存在較多的有機(jī)物質(zhì)。其中煤氣化裝置中包括COD、BOD、懸浮固體等。草酸二甲酯合成裝置中包括亞硝酸鹽、BOD等污染物。在乙二醇合成裝置中主要包括醇類和酯類的污染物。

3 廢水處理技術(shù)

3.1 污水處理

在污水處理過(guò)程中，主要負(fù)責(zé)處理生產(chǎn)污水和生活污水以及污染雨水等。污水中主要包括氨--氮等污染物，因此在生化處理過(guò)程中主要是脫氮工藝，工作人員需要結(jié)合出水水質(zhì)性質(zhì)，利用脫氮生化池和接觸氧化等處理工藝。

在廢水處理過(guò)程中，生產(chǎn)廢水流經(jīng)地下管進(jìn)入到調(diào)節(jié)池中，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)池的水量和水質(zhì)，廢水進(jìn)入到生化池中，可以發(fā)揮脫氮功能，實(shí)現(xiàn)生化處理，有效去除生化池中的COD和氨氮。生化池出水進(jìn)入到氧化池，在氧化池中具有填料和鼓風(fēng)曝氣，可以將無(wú)數(shù)種氨氮和有機(jī)物進(jìn)一步去除，再引入到絮凝沉淀池中，經(jīng)過(guò)混合反應(yīng)段之后，投入混合絮凝劑，隨后污水進(jìn)入到沉淀池中，可以將污水中的有機(jī)污染物和懸浮物等去除，經(jīng)過(guò)絮凝沉淀池之后最后送進(jìn)回用水站。

3.2 回用水處理

在回用水處理過(guò)程中，首先進(jìn)行清凈排水，在循環(huán)冷卻水站實(shí)現(xiàn)排污水，利用脫鹽水站排水，經(jīng)過(guò)污水處理站處理之后，保障回用水處理效果。在處理過(guò)程中，需要利用調(diào)節(jié)池和混凝沉淀以及過(guò)濾、反滲透等處理步驟，最后實(shí)現(xiàn)水回用。

3.3 濃鹽水處理

在回用水處理過(guò)程中，反滲透處理工作會(huì)產(chǎn)生濃鹽水，經(jīng)過(guò)多效蒸發(fā)處理工作之后，分離鹽分和水，將水送入到裝置中進(jìn)行回用，固體鹽送回廠家，廠家實(shí)施回收再利用，避免向環(huán)境中排放廢水。

3.4 高鹽高COD廢水處理

針對(duì)高鹽高COD廢水，首先先取出懸浮物，再去除鹽類物質(zhì)和COD有機(jī)物質(zhì)。在處理過(guò)程中主要是經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元和蒸發(fā)結(jié)晶單元，在預(yù)處理單元中利用氫氧化鈉和石灰軟化除硬、氧化鎂除硅以及高效沉淀池過(guò)濾工藝，利用超濾和反滲透膜，落實(shí)濃縮減量化處理，利用臭氧氧化降解，脫除反滲透濃縮液的有機(jī)物。利用蒸發(fā)結(jié)晶單元，主要包括降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)和氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)等。處理高鹽高COD廢水需要利用生化處理系統(tǒng)，在處理過(guò)程中利用高效厭氧反應(yīng)器和接觸氧化工藝，去除大部分高鹽高COD廢水的有機(jī)物，降低整體高鹽高COD濃度，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，如果需要回用部分廢水，可以利用消毒砂濾碳等工藝，保障回用處理效果。

4 利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)

在煤制乙二醇過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多的廢水，在處理廢水的過(guò)程中可以利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在下游水體中設(shè)置廢水收集系統(tǒng)，通過(guò)水體稀釋和水體自凈處理之后，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的處理。當(dāng)前工業(yè)化排水不斷增加，水質(zhì)也變得更加復(fù)雜，如果單純利用納稅主體自凈作用，無(wú)法滿足廢水處理要求，最終可能會(huì)污染和影響到周圍水體。在廢水零排放過(guò)程中可以利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，避免出現(xiàn)水環(huán)境污染問(wèn)題。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括中央控制室監(jiān)控設(shè)備和可編程控制器以及檢測(cè)儀表部分等。在控制室內(nèi)利用上位機(jī)和PLC模式，利用PLC系統(tǒng)的以太網(wǎng)模塊，可以連接廢水系統(tǒng)和設(shè)備集中控制系統(tǒng)。工作人員可實(shí)時(shí)掌握廢水處理效果和工藝參數(shù)變化情況，優(yōu)化各個(gè)工藝流程運(yùn)行情況，提升出水水質(zhì)，降低廢水零排放處理成本，節(jié)省整體能耗，使整體運(yùn)行管理水平不斷提升，保障廢水處理工作的穩(wěn)定性，保障綜合效益。

在金屬管中設(shè)置電磁流量計(jì)，可以實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)水流量，中央控制室計(jì)算機(jī)顯示器可以將水泵站的液位值顯示出來(lái)，以液位值的高低情況，啟停兩臺(tái)進(jìn)水提升泵，協(xié)調(diào)控制兩臺(tái)提升泵的運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)可以計(jì)算機(jī)將水泵的啟停狀態(tài)顯示出來(lái)。將pH計(jì)設(shè)置在調(diào)節(jié)池中，可以確定瞬時(shí)進(jìn)水的pH，提升進(jìn)水水質(zhì)，如果進(jìn)水質(zhì)量不符合工作要求，控制室會(huì)提出警告信號(hào)，啟動(dòng)酸堿調(diào)節(jié)系統(tǒng)有效調(diào)節(jié)酸堿pH，同時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，提升出水水質(zhì)。

在生化處理池中設(shè)置氧化還原電位在線測(cè)定儀，在缺氧池和好氧池中設(shè)置溶解氧在線測(cè)定儀，控制室計(jì)算機(jī)可以將測(cè)定值實(shí)時(shí)反應(yīng)出來(lái)。如果監(jiān)測(cè)的數(shù)值不符合規(guī)定范圍內(nèi)，計(jì)算會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，工作人員因此開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)，控制曝氣量，控制溶解氧刷領(lǐng)，節(jié)省整體能源消耗情況。

將污泥濃度計(jì)設(shè)置在好氧池中，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)好氧池的污泥情況，如果污泥濃度比較大，工作單位可以及時(shí)減少污泥回收量，加大力度排泥。如果污泥濃度比較小，可以加大力度回收污泥，在控制過(guò)程中，工作人員可以利用中央控制室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)效果。在二沉池中設(shè)置泥位計(jì)，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)之后，如果發(fā)現(xiàn)泥位值比較高，工作人員也日自動(dòng)調(diào)節(jié)排泥設(shè)備和刮吸泥機(jī)，避免沉淀污泥發(fā)生腐敗問(wèn)題。將pH計(jì)和COD在線測(cè)定儀等設(shè)置在回用出水池中，利用控制室監(jiān)測(cè)測(cè)定值，工作人員可以因此確定出水水質(zhì)，確定出水是否滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文論述了廢水零排放在煤制乙二醇中的應(yīng)用，根據(jù)煤制乙二醇廢水特征，利用針對(duì)性的處理措施，同時(shí)需要發(fā)揮自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用，提升廢水零排放在煤制乙二醇中應(yīng)用的自動(dòng)化水平，高效回用產(chǎn)品水，避免向環(huán)境中排放廢水，實(shí)現(xiàn)廢水零排放，

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