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工業園區污水零排放案例分析

新疆腹地生態環境苛刻,水資源緊張,但各種資源相對豐富,資源性的工業園發展較快,園區大多地處戈壁灘,沒有受納水體,園區內企業污水排放必須是零排放。本文對園區內某公司進行了污水治理的研究,該公司圍繞不同的工業裝置,本著源頭管控,分水而制的原則,先后建設了多套污水處理系統,進行分類處理,梯級利用,逐步回收,最終蒸發結晶,實現了整個園區污水零排放,最大幅度對廢水回收利用,減少了一次水用量,為本地區的水資源平衡,經濟和社會發展做出了貢獻。環境保護要求企業必須做到達標排放,但污水治理設施特別是零排放運行成本居高不下,企業的環保壓力尤為巨大。如何在達標排放的前提下創造最大的經濟效益,為企業的長期穩定發展做出貢獻,是身在企業的每一位環保,必須考慮的課題。該公司主要采取做好污水治理設施的運行成本核算,用成本管控的思想來抓好污水源頭管控和治理,實現經濟運行。本文主要從實現污水零排放及經濟運行這兩個方面進行分析探討。

  分析背景:本次分析的園區內某公司有合成氨裝置、氯堿裝置、電石石灰裝置、熱電裝置、水泥裝置、三聚氰胺裝置,裝置多,污水水質復雜。污水處理系統主要有中水回用膜分離系統、污水生化處理系統、汞預處理系統、汞蒸鹽系統、聚合母液生化處理系統、廢次鈉處理系統、高濃鹽水多效蒸發結晶系統、單效蒸發結晶系統、脫硫廢水處理系統。

  一、科學建立污水治理系統

  該公司根據不同的裝置所產生的不同水質,分別建立對應污水處理系統,在處理過程中進行逐級回收利用,對最終無法進行回收利用的廢水進行蒸發結晶,做到了零排放處理。園區廢水按照來源劃分主要有生活和輔助生產廢水、生產廢水和雨水三種類型,本文主要探討前兩種類型的廢水處理及利用。

  1.1 生活和輔助生產廢水處理再利用

  (1)生活污水主要是生活區及車間工作區產生的生活廢水。這類廢水含有機物質較多,還含有微生物、大腸桿菌等。通常這些廢水通過化糞池發酵、分解后經污水管網匯集起來,匯至污水處理站進行統一處理,一般公司采用生化法進行處理后直接排放。但由于該公司地處戈壁荒漠,受生態環境限制,沒有排口,該公司對處理合格的生化廢水是采用反滲透脫鹽處理技術的中水回用裝置,處理合格的水回用至一次水系統,利用率最高可以達到70%,濃縮處理后的濃水有80%回用作熱電脫硫工藝水,20%進行末端蒸發結晶處理。

  (2)輔助生產廢水一部分為各級脫鹽水生產過程中產生的含鹽濃水。一部分為各循環水池排污水,循環冷卻水在冷卻過程中不斷蒸發,使水中含鹽濃度不斷增高。這兩部分含鹽濃水,該公司利用上述的中水回用裝置對處理合格的水回用至一次水系統,濃縮處理后的濃水80%用作熱電脫硫工藝水,20%進入末端蒸發結晶處理。生活和輔助生產廢水處理處理全流程示意圖如圖1所示。

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  1.2 生產廢水

  本文以氯堿裝置的廢水處理為例說明。

  1.2.1 次鈉廢水處理

  主要采用吹脫工藝,對廢水中的乙炔氣及其他雜質進行凈化處理,95%的次鈉廢水進行處理后回用至次氯酸鈉溶液配制及乙炔發生器循環使用,對余下5%的次鈉廢水送至蒸發結晶崗位進行末端處理。次鈉廢水處理示意圖如圖2所示。

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  1.2.2 聚合母液

  主要采用絮凝、沉淀的方法,去除母液中少量的PVC懸浮顆粒,通過生物膜法有效去除PVC母液廢水中的COD。氨氮等物質,達到回用水標準,回用到脫鹽水管網,作為各循環水系統補水,節約了大量脫鹽水用量。聚合母液廢水處理示意圖如圖3所示。

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  1.2.3 含汞廢水

  主要采用化學沉淀法。VCM工序產生的含汞廢水,通過調整pH之后,加入硫化鈉生成硫化汞沉淀,沉淀物進行壓濾,處理合格的廢水通過砂濾、膜濾、樹脂等進一步處理后,進入清水池,清水池的合格廢水通過蒸發結晶后,蒸發冷凝液返回系統循環利用。含汞廢水處理示意圖如圖4所示。

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  1.2.4 其他廢水

  氯堿系統中還有其他少量的廢水產生,沒有污染的一次蒸汽冷凝液回收到脫鹽水系統,部分含有氯離子的廢水,主要回收至化鹽系統,不產生外排。

  以上以該公司氯堿裝置為例,對裝置內產生的廢水根據不同水質進行分類處置,能回用系統的進行處置后回系統參與工藝生產,不能回系統的污水經處理合格,中水回用處理后大部分回收至一次水管網,剩余少量的濃鹽水的進行末端蒸發結晶。

  該公司其他各系統裝置均按照以上思路對裝置內產生的廢水根據不同水質進行分類處置,最終實現零排放。

  二、認真核算各環保處理設施的運行成本

  通過對環保運行設施的電耗、人工、輔材消耗等運行環節進行成本分析,對各套裝置的運行成本做到了詳盡了解,并在實際運行中進行跟蹤分析,實行動態管控。環保處理設施的運行成本如表1所示。

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  通過成本分析可以看出,蒸發結晶的運行成本最高:1t廢水處理成本達到43.89元。所以該公司污水處理經濟運行管控思路是最大限度地減少到蒸發結晶單元的水量。

  三、蒸發結晶污水來源影響分析

  從圖1可以對蒸發結晶末端處理水量來源分析,影響到蒸發結晶崗位處理水量的主要因素有:生活污水的水量、脫鹽水的制水量、脫鹽水水耗、循環水水池排污水、中水回用的回收率、脫硫工藝水的用水量。這些都是影響蒸發結晶處理水量的重要方面,需要對每一個影響因素進行具體分析并合理應對,從而最大程度地降低污水處理運行成本,實現污水處理經濟運行。

  3.1 過程指標

  脫鹽水的水耗是1.18,也就是說,生產1t脫鹽水,需要1.18t一次水,產生0.18t含鹽濃水,這0.18t含鹽濃水通過中水回用膜處理后,回收至一次水管網回收率70%,產生30%的高濃鹽水,此部分高濃鹽水,脫硫工藝水消耗80%后,還有20%高濃鹽水進入蒸發結晶末端處理;另一部分是生活廢水和各生產區循環水池排污水,生活廢水處理合格后的廢水和循環水水池排污水都是直接進入中水回用裝置,回收至一次水管網回收率70%,產生30%的高濃鹽水,此部分濃鹽水,脫硫工藝水消耗80%后,還有20%噸濃鹽水進入蒸發結晶末端處理。

  3.2 過程影響分析

  3.2.1 控制生活污水

  通過對生活污水產生來源調查,廁所長流水相當普遍,主要影響因素是沖水閥未及時更換及關閉,通過明確生活區管理人員及廠區內辦公樓管理人員的職責,及時更換沖水閥,沖水閥壞后及時停用等管控措施,生活污水流量每小時下降10t,每小時節約一次水74.4元,節約生化處置費13元,中水回用少產生濃水3t,節約處置費5.4元,可以少送0.6t高濃鹽水蒸發結晶單元,節約處置費26.3元。每小時合計產生效益119元。

  3.2.2 控制循環水排污水

  循環水水池排污時必須規范正常流程,前期在排查的過程中,對循環水的排污流程進行了規范,必須通過排污管網到中水回用系統,否則進入污水生化處理系統會產生污水處置運行費用。循環水水質管控同樣重要,通過增加反洗過濾器等手段,確保循環水水質,降低循環水排污量。循環水每小時少排污10t,就少補充10t脫鹽水,節約109.8元,節約中水回用處置費17.9元,按照回收率70%,就少產生3t的高濃鹽水,脫硫工藝水消耗80%后,少送0.6t高濃鹽水進入蒸發結晶末端處理,節約26.34元。每小時合計產生效益154元。

  3.2.3 控制脫鹽水用水量

  通過現場跑冒滴漏管控,清污分流,合理回收等手段對現場脫鹽水進行管控,例如蒸汽導淋進行回收至脫鹽水管網,機封水建立封閉小循環等。每小時少用10t脫鹽水,可以少用11.8t一次水,節約87.8元,少產生廢水1.8t,中水回用節約處置費3.2元,按照中水回用70%的回收率,少產生濃水0.54t,少送0.1t高濃鹽水蒸發結晶單元,節約處置費4.4元。每小時合計產生效益95元。

  3.2.4 降低脫鹽水水耗

  按照正常情況每小時600t的脫鹽水用量,脫鹽水耗從1.18下降至1.15,按照中水回用70%的回收率,每小時可以少消耗一次水5.4t,節約40.2元,少產生脫鹽水濃水18t,中水回用節約處置費32.4元,少產生濃水5.4t,少送1.08t高濃鹽水蒸發結晶單元,節約處置費47.4元。每小時合計產生效益120元。

  3.2.5 控制中水回用回收率

  按照正常情況進入中水回用的廢水按照每小時160t核算,回收率每提升1%,則每小時可以多回收一次水1.6t,節約12元,少產生濃水1.6t,少送0.32t高濃鹽水蒸發結晶單元,節約處置費14元。每小時合計產生效益26元。

  3.2.6 脫硫工藝水優先使用濃水

  熱電脫硫崗位工藝水中濃鹽水使用量直接影響蒸發結晶崗位的進水量,脫硫工藝用水每小時每多用濃鹽水1t,蒸發結晶崗位就少蒸發1t高濃鹽水,每小時產生效益44元。

  按照以上思路進行污水處理經濟運行,污水處理運行費用節約明顯,每小時可以產生效益558.3元,每年可以產生效益446萬元,環保治理成本管控非常必要。

  四、結束語

  1)園區內污水處置過程中應充分考慮到廢水分類收集、污水回用和治理技術的統一結合。對生活廢水、工業污水進行統籌規劃,分類治理,梯級利用,逐級回收。分類越詳細,就可最大程度地實現重復利用,節約一次水,減少排放量,最終實現零排放。

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