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对蒸发塘说不!煤化工水处理将如何颠覆?

[编辑:碧源环保科技] [时间:2015-08-04]

       去年9月,内蒙古阿拉善左旗与宁夏中卫市接壤处的腾格里沙漠出现大量排污池的消息一经曝出,举国震惊,腾格里沙漠的环境污染问题,引起党中央的高度重视。   
这一事件中的“大量排污池”实际上是蒸发塘(也称晾晒池),在腾格里沙漠中,这些蒸发塘承接废水,经过自然蒸发,留下黏稠的沉淀物,这些沉淀物被铲车铲出,直接埋在沙漠里面,造成污染。令人惊讶的是,今年环保部公布的1月份13起重点环境案件中,内蒙古乌审旗世林化工有限责任公司等5家企业涉嫌利用蒸发塘排污,这些企业存在的普遍问题是,晒盐池建设占地面积超出环评批复,排入蒸发塘的废水与环评要求不符等。
   蒸发塘被揭开盖头,引起国内上下的关注。原本承担治污功能的蒸发塘,为何成了排污的遮羞布?治污能否不用蒸发塘,走一条新的治污之路?为此,中国化工报记者进行了调查。
   蒸发塘成排污“遮羞布” 真正的蒸发塘应当承担什么样的作用?
   据记者了解,以煤化工项目为例,当前,煤化工项目中实现“零排放”主要依靠对终端污水生化达标处理后,由通用技术双膜法进行脱盐处理,处理后返回生产系统进行利用。按目前的处理技术,一次脱盐处理后仅有60%~70%的淡水能回用,真正的“零排放”还需要把剩余的30%~40%浓盐水再浓缩处理,进一步提高回用比例。阳煤太原化工新材料有限公司已二酸分公司总工程师李楷向记者介绍,浓盐水浓缩技术有膜浓缩、多效蒸发 (MED) 、机械式蒸汽再压缩蒸发(MVR) 、低温蒸发(CWT)、正渗透、电渗析(ED离子膜)等技术,企业将这些技术组合优化可将浓盐水浓缩到最小,再进行蒸发至近饱和后结晶。而这时,蒸发塘就派上了用场。目前企业主要将浓盐水送至经过防渗处理的池子——蒸发塘里自然蒸发结晶,产生的杂盐另行填埋处理。据业内人士介绍,国内已经建成投运的煤化工、电力等行业的蒸发塘有100个左右。
        那么,这么多与蒸发塘相关的环境个案又是怎么回事?
   李楷介绍,西部地区实际上不具备建设蒸发塘的条件,内蒙古、宁夏等西部地区一年中至少有5个月左右的时间水面处于结冰状态,浓盐水没法蒸发。除此之外,蒸发塘运行时间长了之后,盐泥形成尾矿容易发生溃坝事故。一位曾经参与某大型煤化工项目蒸发塘设计的工程技术人员进一步介绍,蒸发塘“靠天吃饭”,受当地蒸发量影响,而且气温、风力、盐水浓度、水中有机物等干扰因素多,遇到连阴雨、冬季下雪天气,蒸发塘蒸发效果降低,基本上水满为患。蒸发塘的弊端还体现在,难以保证污水绝对不渗漏。其次是个别不负责任的企业把难处理的废水、试车阶段、生化细菌培养阶段处理不了的废水直接排放到蒸发塘,有的蒸发塘上面直接浮着一层油膜的污浆。从被媒体曝光的蒸发塘就可以看到,里面出现黑色的脏水,臭气熏天,气味刺鼻,也证实了业内人士的说法。
   哈尔滨工业大学教授韩洪军表示,蒸发塘还面临着如何解决后遗症的问题。比如,蒸发塘使用寿命为30年,而30年后,蒸发塘极可能形成一个高浓度的大盐湖,怎么处理是个问题。 业内人士认为,建设蒸发塘的初衷是好的,是实现“零排放”最经济的措施,生产中出现问题,利用蒸发塘也可以起到缓冲作用,但是蒸发塘存在的弊端不符合环境治理的3R原则(减量化、再利用、再循环),而且一些不负责任企业利用蒸发塘为障眼法,要么蒸发污水,要么偷排,原本承担治污功能的蒸发塘,成了排污的遮羞布。
   解决浓盐水不能依赖蒸发塘 那么正规的蒸发塘是否能完全解决“零排放”问题?    据记者了解,目前,企业将蒸发塘蒸发出来的杂盐交给第三方处理甚至直接填埋处理,这等于是把杂盐产生的污染直接转移了。徐州水处理研究所所长黄华耀向记者介绍,杂盐的处理也是个大问题,由于杂盐易溶于水,无论是填埋还是焚烧,实际还是返回了当地水体,很容易造成二次污染。 杂盐的处理费用也并不轻松。伊泰集团副总工程师姜建生向记者感叹,杂盐填埋也埋不起,年产百万吨的煤制油项目产生杂盐4万吨,按照3000元/吨的处理费用,一年就是1.2亿元,这都是消耗的纯利润。    显然,即便是正规的蒸发塘也解决不了制约新型煤化工发展中高浓盐水的处理。
   “浓盐水处理的关键是把盐分质结晶,变成各种盐,卖产品后,弥补消耗,把处理成本降下来。”李楷告诉记者。 黄华耀也认同李楷的观点,认为把浓盐水结晶出有纯度的产品可以外售,不再是废物杂盐,产品销售后还能冲减处理1吨浓盐水的几十元成本。麦王环境技术股份有限公司首席技术官韩勇涛向记者介绍,浓盐水的处理关键把固废杂盐资源化利用,通过分质结晶技术,来替代蒸发塘,把浓盐水里的盐提取出来,变成有价值的工业品盐,保证市场所需要的纯度。
   据记者了解,麦王环保携手长沙轻工设计院把在造纸行业成熟应用的浓盐水分质结晶技术,应用在煤化工行业,4月初将参与阳煤太原化工新材料有限公司浓盐水处理招标。另外,由徐州水处理研究所推出的低成本浓盐水资源化利用技术也将推向市场。未来一两年内,各种技术路线比拼的将是成本、投资、稳定性以及纯盐的成本与稳定性。
   资源化处理似平不能为蒸发塘兴建带来更多机遇。现在新疆、内蒙古等地的煤化工项目原则上不再让上蒸发塘。如果不上蒸发塘,西部的浓盐水又该如何处理?
   污水治理路线调整到源头 “目前大型石化项目都是设计院,按照各工段污水汇集到末端处理后再回用的思路设计,砍掉蒸发塘需要调整污水治理路线。”黄华耀向记者介绍,把各工段产生的废水都汇集到末端处理,浓盐水浓缩后通过蒸发结晶,这样人为的将所有废水进行混合后处理,造成水质的复合污染,把好处理的水变成了不好处理的水,把各个工段废水里的盐也都混集在一起,实际上加大了废水处理的难度,排入蒸发塘里的浓盐成分也复杂,这种末端处理回用的路线花钱不少,效果不好,不是浓盐水处理的方向。如果改变思路,从源头治理开始,先把90%用水量里面的盐分拿出来,而且这里面的盐分污染物少,拿出来后,不仅很容易做成盐产品,污水量也减少了,剩下的10%用水产生的废水量就少了,处理难度也大幅降低。
   “污水治理必须从源头开始,治理前移。”陕西省石油化工研究设计院齐永红副院长这样告诉记者。他认为,现有的污水治理把各处理单元成分稳定的污水都混集到一起,成分不稳定,整个水处理系统几乎全部形成了不稳定的来水与稳定的处理设施之间不可调和的矛盾,造成最后处理过程控制复杂、处理效率不高、投资高、稳定性差。所以,如何从一开始就构建一个稳定的水处理系统才是解决这个问题的根本。
   齐永红认为,稳定的水处理系统可以分步构建,目前最现实的系统优化方案应当是将全厂作为一个整体的总系统。总系统分为供水及用户和排水及工艺两个子系统,首先在子系统内按照“零排放”的要求去优化。供水及用户主要是原水、循环水和脱盐水三个单元,其主要污染因素是盐,一次水进来就脱盐;排水及工艺主要是废水处理和工艺端的各个预处理系统,主要污染物是COD,应当设法通过优化将该子系统的COD排放降到最低。优化到极致后,该子系统内不能处理的COD污染物,可以通过循环水系统进一步消减;该子系统内不能处理的盐通过深度处理并入盐分离系统。这样,通过各子系统优化减量,降低取水量,减少排水量,总含盐量降低,总COD降低,从而实现大量的源头治理、合理的过程减量,少量的在末端治理,最后杂盐分类提取后,构建成一个相对稳态的水处理系统,从而达到真正的“零排放”。
   那么,减少末端的浓盐水量,在源头分类治理,各单元的污水量没有规模,会不会造成处理投资高呢?齐永红向记者表示,源头治理不一定都需要生化治理,生化治理必须考虑规模,比如用活性炭分离COD等,别的技术就不存在规模的问题。
   石油和化学工业规划院工程师林长喜认为,由于不同工段对水质要求不尽相同,而不同污水的污染程度也不同。从源头分类处理与分质回用,可以根据不同工段水质要求,对不同污染程度的污水进行有针对性的处理与回用,能够提高污水的回用效率,同时降低终端污水处理系统的处理量与处理难度,达到节水与减排的双重效果。整个污水处理系统相比全部混合后处理费用大幅降低。
   把好设计第一关   据记者调查,在末端治理富集的大量有机物浓度高、含盐种类多、成分复杂的浓盐水,浓缩、结晶过程中,无论采用震动膜等浓缩技术与蒸发器如何优化组合,都存在结垢等问题,而从源头治污的思路已经提出3~4年了,为何一直没有在企业推进实施呢?    “水处理系统的设计需要具备水处理专业的基本知识和判断分析能力,同时还需要相当深厚的化工基础,一方面能够深入了解蒸发结晶系统,另一方面,还要对主装置单元的基本化工过程进行深入了解。目前,新建设项目水系统设计都是大的设计院设计,而具备这种集成能力的企业、设计院几乎没有,这才是从源头治理‘零排放’技术体系和方案推进困难的主要原因。”齐永红这样告诉记者。
   齐永红认为,水处理需要与工艺结合,有的工艺岗位其实也是水处理岗位,只有懂工艺、懂水处理才能控制排放标准,不能光考虑反应物料、工艺指标是否达标,还要考虑排放是否达标。比如甲醇制烯烃装置产生的废碱液,吸收饱和后氢氧化钠含量达到0.5%才能排放,有的企业5%就排放了,相差到10倍。所以项目建设,从一开始就要按照零排放设计,整个水系统集成优化,按照先源头、再过程、后末端的原则设计具体方案,才可以在整个水系统投资不增加的情况下,实现“零排放”,且系统运行稳定和可靠性可以进一步提高。
   韩勇涛则认为,目前石化项目水处理设计,从一次水进来到最后浓盐水的处理,从头到尾的技术来源都是设计院购买的别的公司提供的工艺包,技术服务商不是一家,处理水的路线不同,处理形式不同,缺乏汇集能力,不能做到每个环节最大程度的优化、平衡,不能对每个工艺段全盘考虑,有所安排,一旦出现膜耐受程度等问题,容易扯皮,浓盐水浓缩、结晶,在膜浓缩前就要预处理。(中国化工报)

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