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反渗透膜在煤化工领域中的应用

来源:反渗透 时间:2023/6/2

一、煤化工企业生产用水

煤化工生产用水主要应用于锅炉补给水和循环冷却水。没有经过净化处理的天然水含有许多杂质,如果作为锅炉补给水,经过一段时间运行后会产生水垢,结垢部位的金属管壁温度过高,引起金属强度下降,这样在管内压力的作用下,就会发生管道局部变形、产生鼓包,甚至引起爆管等严重事故。循环冷却水对水质同样要求不易结垢、腐蚀性小、水质不易滋生藻类等。

项目优势

1、德兰梅尔反渗透膜脱盐率和产水量稳定,性价比高。

2、德兰梅尔反渗透膜耐污染、易清洗、运行稳定。

3、德兰梅尔反渗透膜保证系统长期稳定运行,降低用户运行成本。

4、德兰梅尔反渗透膜通量大,适用于用水需求大的情况。

5、膜分离过程为纯物理过程,无相变,无化学反应,在无二次污染物产生的情况下便可实现水资源的回收和清洁生产。

二、煤化工废水深度回用

煤化工废水的来源主要有焦化废水、气化废水和液化废水。煤化工废水以高浓度煤气洗涤废水为主,其组成成分十分复杂煤化工废水内含污染物质达多种,主要包括焦油、氟化物、氨氮、硫化物等。综合废水COD可达mg/L、氨氮在-mg/L,是一种典型含有较难降解有机化合物的工业废水。煤化工废水经生化处理后还残留各种生色基团和助色基团物质,如3-甲基1,3,6庚三烯,5-降冰片烯-2-羧酸、苯粉、2-氯2-降冰片烯等,因而还具有较高的色度和浊度。

目前国内大多数煤化工企业废水处理采用常规“物化预处理+生化处理”的二级处理方法。研究发现,煤化工废水生化处理进水共检出种有机污染物。经过二级处理后,出水中仍然会有一部分难降解、可生化性差的小分子有机物存在,如经A/O生物脱氮工艺处理后的焦化废水仍有8%左右的有机物难以生化去除。由于难降解有机物的存在,煤化工废水经过常规二级生化处理之后出水的COD、氨氮等指标不能达到排放和回用标准,用于循环冷却水系统会造成粘泥生长、腐蚀等不良后果,而直接排放不仅会对环境产生危害,也会造成水资源浪费,对煤化工废水进行深度处理回用是必然的选择。

膜处理技术由于其高效、实用、可调、节能和工艺简便等特点,被广泛地应用于废水回用领域。目前煤化工废水深度回用的膜技术工艺应用较多的是UF-RO工艺,此工艺中反渗透膜的高脱盐率有利于将处理后的水回用于循环冷却水,但是存在着系统运行压力高、产水率低、浓水产量大、膜容易污堵等问题,进一步造成运行维护成本的增加,也不利于浓缩液的处理。由于纳滤膜较反渗透膜具有抗污染力强、运行压力低、经济性高等特点,进一步开发出UF-NF工艺,也能够达到循环冷却水TDS小于mg/L的要求,产水率较高。但是NF对一价离子特别是氯离子没有去除作用,循环排废水回到废水处理系统易造成氯离子等的累积。为了解决这一问题,在UF-NF之后还是需要反渗透进行处理以维持系统盐分和氯离子的平衡,同时NF的存在也为RO提供了保护作用。可以根据具体水质和工况,选择适宜的工艺流程。

膜处理技术用于煤化工废水的深度回用优势如下:

1、系统运行可靠稳定,维护周期延长。

2、连续运行产水水质好且水质波动小。

3、便于废水处理后分级回用,利于实现物尽其用,降低处理成本。

4、系统集成度高,占地面积小。

5、自动化程度髙,操作及维护简单。

三、煤气化灰水

煤气化灰水循环利用是煤化工水煤浆气化技术的重要组成部分。传统工艺是将气化炉、合成气洗涤塔排出的黑水经两级闪蒸、重力沉降固液分离后回收,或进入生化系统处理。煤气化灰水具有高温、高浊度、高硬度、高氨氮等特点,处理难度大,容易造成循环系统结垢堵塞。同时,出水处理影响后续生化处理(这是因为氨氮生化处理对C/N要求较高,气化灰水成分难以满足要求),传统的处理工艺可以降低硬度,但出水指标较差且不稳定,无法去除氨氮。

针对上述问题,采用膜分离技术即可解决煤气化灰水回用问题。系统由前置多效过滤、分子筛多频率交换塔组成,其中过滤塔去除水中的浊度、胶体、悬浮物,保证分子筛多频交换装置的进水要求。系统处理后灰水经过分子筛多频交换装置,去除硬度,回到气化灰水系统循环使用。分子筛多频交换装置可以多次置换反应,可多次循环使用。

德兰梅尔通过改良反渗透膜,对膜的脱盐率、膜回收率、膜材质、膜结构、膜系统设计等诸多方面进行大胆研发、创新。从而大大提高反渗透系统的整体回收率。膜片采用一次成型技术,膜片厚度(Z)≥10μm,是常规半透膜(聚酰胺)的50倍以上,提高膜的耐用性。独特膜结构设计使得膜的耐压性有明显提升。膜元件开孔率高,可降低进膜压力,在保证产水质量、高回收率的前提下,节能降耗。改良反渗透膜系统实现了全系统高温运行维护、高效多频率置换、一体化系统集成,达到高效除硬、废水资源化利用,有效避免了气化炉管路结垢造成的停机损失,保证气化炉炉体设备稳定安全运行。

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