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上海宝钢化工有限公司:焦化废水零排放资源化利用

文章来源:中国宝武  发布时间:2018-07-13

1.项目背景

上海宝钢化工有限公司四期废水处理装置为宝钢四期焦炉配套建设装置,四期废水装置工艺为A/O/A/O工艺+超滤+纳滤+反渗透膜处理工艺,反渗透产水作为工业水回用,浓水用于烧结系统拌料和干法脱硫进行利用。为消除浓水对烧结的影响,上海宝钢化工有限公司对焦化浓水的回用途径进行重新优化。通过“四期纳滤和反渗透浓水膜法试验研究”科研项目,采用膜分离技术将浓水中的氯离子(Cl-)和硫酸根离子(SO42-)从系统中彻底分离,得到氯化钠和硫酸钠工业级结晶盐,最终实现废水零排放、分盐的资源化利用。

2.工艺介绍

焦化废水零排放资源化利用工艺包含三大部分:预处理部分,膜浓缩分盐部分和结晶出盐部分。

膜分盐浓缩技术工艺流程图

1)预处理部分:包含活性炭吸附、超滤、除硅、氟和离子交换工艺,主要除去废水中的悬浮物、浊度、色度、COD、硅、氟和钙镁硬度等,原水经过预处理后,达到进入膜浓缩系统要求。活性炭过滤作为水处理脱盐系统前处理能够吸附前级过滤中无法去除的余氯,可有效保证后级设备使用寿命,特别是防止后级反渗透膜、离子交换树脂等的游离态余氯中毒污染,还可以进一步降低RO进水的SDI值,保证 SDI≤5,TOC≤2.0ppm。超滤处理工艺超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离,当废水在一定压力下流经膜表面时,小分子溶质透过膜,而大分子物质则被截留,使原液中大分子浓度逐渐提高,从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化。大孔交联树脂,吸附能力高,在处理废水时,让水从阳离子交换树脂吸附,阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去,使水得到净化,树脂长期运行可以通过再生重复使用,运行效果稳定准确。

活性炭吸附塔                   超滤装置                   树脂软化装置

2)膜浓缩分盐部分:废水进入膜浓缩系统,利用反渗透进行浓缩,产生淡水回用;利用纳滤进行分盐,将废水中的氯化钠和硫酸钠进行分离,同时对硫酸钠进行浓缩,得到浓度为10%-15%的硫酸钠浓缩液;之后利用反渗透和电驱动膜,对氯化钠溶液进一步浓缩,得到浓度为10%-15%的氯化钠浓缩液。

纳滤、反渗透装置

3)结晶出盐部分:对氯化钠浓缩液进行蒸发结晶,对硫酸钠浓缩液冷冻结晶,得到高纯度的工业级结晶盐产品,同时产生符合宝钢工业水指标的回用水。

氯化钠结晶盐                               硫酸钠结晶盐

3.项目成果

焦化废水零排放资源化利用项目对生化出水进一步处理,废水经氧化及软化预处理+膜分离及浓缩+分质结晶工艺,浓水经过高压膜和冷冻结晶工艺,得到合格工业级硫酸钠结晶盐产品;分盐产水再经过提盐膜处理系统和电渗析和MVR(机械蒸汽再压缩蒸发结晶)后得到工业级氯化钠结晶盐。分质结晶得到的硫酸钠和氯化钠工业盐品质较好,可以满足工业盐标准,产水可以回用于生产工艺,水回用率进一步提高,实现近零排放,实现水资源高效循环利用。

4.应用前景

随着生态文明建设和产业不断升级, 政府对水资源消耗总量和强度双控日益严格,中水回用和废水零排放成为工业企业基本要求。目前焦化废水“零排放”项目以生产杂盐为主,杂盐作为危废无法处置。上海宝钢化工有限公司在焦化废水资源化利用项目中形成了自己的“零排放”核心技术,生产工业盐和无水硫酸钠产品,具有广阔的应用前景,并将极大的推动国内焦化废水回用领域的技术进步。目前应用该技术的示范工程已经在建设中。

【责任编辑:李凡】

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