水煤浆锅炉无害化处理高浓度有机废水初探

陈文图

（泉州市环境保护科学技术研究所 福建泉州 362000）

水煤浆锅炉无害化处理高浓度有机废水初探

陈文图

（泉州市环境保护科学技术研究所 福建泉州 362000）

本文针对企业的生产过程中产生的有机废水提出无害化的治理方案：借助水煤浆技术对有机废液进行合理应用，从而达到了污水零排放无害化处理目的。通过热值核算、现场实测，表明该方案具有一定的可行性，既能维持水煤浆锅炉原有的使用状况，又在一定程度上减少锅炉尾气的污染物排放。

水煤浆；无害化处理；有机废水

石化产业的高浓度有机废水的处理是目前国内外污水处理界公认的难题，往往需要多种方法联合处理，耗费大量的处理费用。本文结合企业运行实际情况，针对泉州某高分子有限公司产生的含大量有机物的缩聚废水和真空泵废水，提出技改方案，借助水煤浆锅炉，将有机废水作为水煤浆锅炉的燃烧组分，将其有毒物质分解成无毒物或毒性变弱的物质。通过多次试验后付诸实际应用，在工业生产过程中，该技改方案地实施较好的实现了有机废液的无害化处理，既可以节约锅炉的燃烧成本，又可以为废液处理提供新途径。

1 处理可行性分析

1.1 焚烧处理方案

该企业的缩聚废水和真空泵废水主要成分为丁二醇和乙二醇，浓度分别为73750mg/m3和16666mg/m3，其检测结果如下表1。该废水属于高浓度易燃有机废水，采用生物处理的难度较大，很难通过一次处理取得较理想的结果。经过过滤后，经管道输送到锅炉房，由特制的喷头，经过泵直接喷入水煤浆锅炉炉膛内进行燃烧，其燃烧反应方程式如下，可知废水中的有机物经过充分燃烧后，不产生额外的空气污染，全部转化为二氧化碳和水等无害物质。

表1 有机废水COD和BOD值

1.2 焚烧处理流程

本文实验采用的是YJW-3500J型有机热载体炉，锅炉燃烧器上有2个自动喷枪头，水煤浆和废水各自独立采用一个喷枪头自动喷入炉膛燃烧，喷浆前雾化阀自动开启；喷浆动作在炉膛温度、压力、雾化、燃油等配合下自动进行；炉膛温度保持800度-900度，炉膛驻留时间在0.5秒以上，在炉膛的有机物都可显著的氧化成CO2和H2O。燃浆结束自动开启浆枪浆嘴冲洗程序，喷浆量变频调节，燃烧更为充分高效。

1.3 焚烧热值核算

废液中的有机物都为可燃物，含有较高热值。而废液进入炉膛时额外增加了炉膛的空气量、此外废液燃烧时其所含的水分蒸发为水蒸气，这两部分都将消耗锅炉的热量。因此，焚烧所需要增加的热量为维持增加空气所需热量和水蒸发成水蒸气所需要热量之和。若高浓度有机物废液可以保证有机物燃烧释放的热值高过维持燃烧所需要的热量，则既可以实现废液的无害处理以及锅炉能源的节约。本文从焚烧过程中热值平衡分析的角度来核算该种废液处理方法的可行性。

焚烧过程中缩聚废水及真空泵废水中水的含量为0.42t/h，水分蒸发需要的热量为由20℃水加热到100℃水蒸气所需要的热量。而焚烧的废液中乙二醇和丁二醇分别为1kg/h、44kg/h，根据乙二醇和丁二醇的燃烧反应式核算有机物焚烧的耗氧量，结果表明，焚烧过程每小时的耗氧量为126.64kg，则需要鼓入新鲜空气490m3/h，空气由20℃加热到800℃左右的炉膛温度。根据以上情况，可以计算出锅炉内因为增加了有机废液的焚烧而产生的吸热和放热的量值，其计算结果见表2：

表2 有机废水焚烧过程热值核算

即项目废水焚烧产生的热量867.6MJ/h，大于由于焚烧废废水增加空气流量以及水变水蒸气需要的热量（636.6MJ/h），焚烧有机废水废水不会对水煤浆锅炉的正常运行产生影响，也不需要额外增加水煤浆用量。

2 水煤浆锅炉运行情况

通过喷枪头喷入有机废液后，在锅炉运行过程中，观察锅炉内燃烧情况：炉内燃烧进行稳定，水煤浆火炬完整，火焰呈橙黄色，清晰明亮，无大火星，无黑烟，未受到有机废液喷液的影响。废水中含有的大量水的存在并不延长整个燃烧时间，因为水分在空气流中可以迅速蒸发，通过热量核算，废水中有机物燃烧提供的热量足以供给水分蒸发所需热量。

通过锅炉运行记录观察，选取添加有机废液前后的两次锅炉运行情况进行对比，添加有机废液进入锅炉燃烧并未对锅炉的实际运行带来很大的影响，见表2.并对有机废液参炉与锅焚烧的进行测试，结果见表3。

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表3 添加有机废液前后锅炉运行参数

通过加入有机废液后对锅炉燃烧的相关测试，可以得到以下结果，见表4。该测试表明加入有机废液后，由于其温度较低，锅炉的热效率有所降低，但仍能维持在原有设计水平。

表4 燃烧测试结果

观察烟囱排烟情况，无黑烟，且通过实验测试，结果见表5，在使用有机废液的情况下，排烟中CO的含量为165mg/m3，还比单纯用水煤浆时排烟中CO 320mg/m3的含量更优，而SO2的排放情况则基本一致，说明使用了有机废液之后，使锅炉的燃烧更为充分，从而减少了CO的排放。

表5 烟囱的排污情况

3 结语

通过可行性研究、实验测试，证明石化企业对有机废液的无害化处理的技改是有效的，在同类企业中值得推广，既可以处理废液，又可以利用废液中的有机可燃物在锅炉上燃烧，告别了传统处理方式的二次污染和高治理费用，使废液中的可燃物质得到充分利用，实现化工废液资源化。

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