废水在金属镁一体化项目中的综合利用

张晓龙，李积满(青海盐湖镁业有限公司，青海 格尔木 816000)

0 引言

金属镁一体化项目作为柴达木循环经济试验区建设的核心项目，项目涉及盐湖化工、煤气化、煤焦化、冶金等多产业融合。项目由14个装置组成，充分考虑了工艺优化、设备更新、节能降耗和新型化工园区建设理念，主要生产装置工艺技术先进、资源配置合理、废水利用率高，完全符合柴达木盆地资源综合利用的需要。项目满负荷运行时，日消耗水量为16万立方米，为满足装置运行和产业发展，节水、减排工作作为重中之重，特别是对部分装置产出高含盐废水、含氨废水、冷却水系统排污水进行了综合利用和回收。

1 园区主要废水产生情况及处理方法

1.1 主要废水产生情况

金属镁一体化项目配套有废水处理工程，它为下游各装置服务，包括废水处理、污泥处理、泵房及配套的附属设备组成，其中废水处理项目包括油废水预处理系统、生产废水处理系统。生产废水主要有3类：第一类是生产废水，第二类是生活污水，第三类是生产循环冷却系统冷却水。生活污水及冷却排污水水质较为简单，比较容易处理，各装置区生活污水经厂区生活污水管网收集至综合废水处理站集中处理；循环冷却系统排污水等清下水污染较轻，所含污染物主要为少量的悬浮物及盐分等，经厂区经下水管线收集后进入清下水集水池，用泵输送至盐湖钾肥公司作为钾肥化盐水回用，废水处理产生的污泥全部去本园区选煤厂配煤综合利用，不产生二次污染。水质组分较复杂的是各生产装置产生的废水，对此，本文重点介绍并做了说明[1]。

1.2 废水处理方法

结合金属镁一体化园区的关联度进行优化组合及各装置运行生产废水的特点，根据其废水组分，进行合理的规划利用，节水减排，提供利用率，使装置高盐废水作为纯碱装置化盐水；含氨废水作为纯碱装置的含氨处理回收装置，降低纯碱氨耗，同时该废水可作为锅炉烟气脱硝剂使用，减少液氨消耗；焦化废水中含有部分有机物，可作为水煤浆制备用水，减少水消耗，提高有效气成分；项目部分装置产生的废水经集中处理后作为氯化钾和氯化钠的化盐水及其他用水[2]。通过资源的合理配置优化，实现装置内部水循环，节水减排，促进水资源的综合利用，为装置工艺优化控制和节能降耗提供了保障，具体实施办法如图1所示。

图1 具体实施办法

(1)将金属镁装置卤水精制过程中产出高含盐废水(大于2%)和供热中心脱盐水装置产出高含盐废水经过管道输送至复用水池；金属镁一体化项目各装置循环水池设计浓缩系数在3～5之间，将定期排出的高含盐废水经过收集后用管道输送至复用水池，中水回用池中的水作为各生产装置生产水或循环水补水使用，金属镁一体化项目各装置在生产过程中产生废水在装置内部进行收集，用泵及管道输送至综合废水处理站。

(2)将收集后的高含盐废水在复用水池加入相应的沉淀剂，在复用水池进行相应的反应后，进行预处理。将在废水处理站收集后的废水经过调节池、微生物处理池及反应池、沉淀池及浓缩池后得到的清水收集在清水池中，再经过超滤装置后在回收池中进行回收存储。

(3)从废水处理站经过处理的废水在回收池中进行回收，再经过中水回用系统进行深处理，在中水回用池进行短期存储。

(4)预处理后的高含盐水(复用水)用泵输送至钾肥公司生产系统，部分送至纯碱装置和钾碱装置进行化盐，实现资源的回收利用，很大程度上减少金属镁一体化项目的用水量。

(5)项目部分装置产生的废水经集中处理后作为氯化钾和氯化钠的化盐水及其他用水。通过资源的合理配置优化，实现装置内部水循环，节水减排，促进水资源的综合利用，为装置工艺优化控制和节能降耗提供了保障。

(6)废水生化预处理。生化废水主要来自焦化、甲醇、纯碱装置，这些废水在装置内已采用了生化处理方式，去除了大量的有机物，但水中仍还有接近100 mg/L的难生化的有机物和部分悬浮物以及较高的硬度，如果直接进入膜处理装置，很容易会堵塞膜，需要进一步去除COD、悬浮物和硬度。而来自焦化装置的生化废水可生化性尤其差，因为焦化装置在生化污水处理过程中已采用多级生化和化学氧化的方法，再采用普通高级氧化的方法对进一步提高废水的可生化性已很难起到效果，因此本装置采用臭氧氧化的方法提高废水的可生化性，然后再进行生化处理去除水中残余的COD，其工艺路线如下：生化废水→条件池→石灰软化→D型滤池→曝气生物滤池→清水池。

2 各装置废水成分指标

金属镁一体化项目装置多，产业链长，各装置生产工艺的不同，废水指标各有不同，其主要污染物为COD、氨氮、酚、氰、油等，废水主要装置指标如下：

(1)金属镁装置采用新型的卤水精制技术，钾肥生产排放的老卤水经管道和盐田蒸发浓缩，提高氯化镁浓度，同时降低老卤中硫酸根和硼及其他稀有元素。为不影响生产，按照工序指标要求，必须除去或降低杂质离子数，产生一股高含盐废水，此装置含盐废水主要指标为6.74%NaCl、5.88% Na2SO4、0.068% Na2SO3；

(2)焦化装置生产污水可分为两部分：接触粉尘废水，主要来自熄焦系统的熄焦废水等，其含有较高浓度的固体悬浮物；焦化装置含有机物废水进行收集后，废水中含有较高的挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等有机物质，可进行装置内部的综合利用。

(3)甲醇装置在煤气化过程中产生废水(黑水)经黑水处理系统后，用于煤制浆回收利用，同时产生的煤气进行变换进行碳氢比的调节，其在变换过程中产生含氨冷凝液，经黑水系统处理后多余的黑水和含氨冷凝液混合排至界区外。此装置含氨废水指标为：1.65% NH3、1.63%CO2、0.068% H2S、94.87% H2O。

(4)综合厂由废水处理及复用水提升组成。废水处理水量分为生产废水和生活废水。此厂复用水池的主要指标为；375 mg/L Na+、20 mg/L K+、174.4 mg/L Mg2+、总硬度为1 266.5 mg/L、pH为6～9。

(5)供热中心装置化水处理单元为金属镁工业园区输送蒸汽、化学水、电力、压缩空气、氮气、氧气等资源，是金属镁园区主要的动力和能源保障。此化水单元废水主要指标为6.74% NaCl、5.88%Na2SO4、0.068%Na2SO3。

(6) PVC装置生产中产生少量的碱洗含汞废水，pH值6～9的废水由车间负责中和、硫化沉淀除汞后，再进入污水处理站，废水含有SS、COD。

(7) DMTO&PP装置pH值6～9的废水预油处理后，进入污水处理站，废水含有SS、COD、油。

(8)纯碱装置生产废水是含氨废水即蒸氨废液，其主要组分是溶解性盐类：10.96%CaCl2，4.58% NaCl，1.32%过烧CaO，pH值11～12。

3 各装置废水处理应用效果

(1)甲醇装置含氨废水可送至纯碱装置蒸吸氨单元进行处理，单位纯碱装置氨耗降低6.6%，有效降低了纯碱的氨耗。

(2)焦化装置将产含有苯、焦油、萘、酚等废水在装置内部进行收集，生产废水可利用至甲醇装置煤浆制备系统，提高甲醇合成有效气比例。

(3)金属镁一体化项目循环水排污水及部分装置含盐废水，主要用于钾肥生产使用生产水，纯碱装置和钾碱装置化盐的补充水要求。高含盐废水及循环水排污水用于纯碱装置化盐时，综合利用的分析，其纯碱的产量相对提高，其原盐的单耗相对较低。

(4)将经过预处理后的焦化废水送至甲醇装置水煤浆制备系统，其装置内的气化炉产有效气成分相对提高，同时甲醇厂量也相对提高。

(5)所有的高含盐废水送至盐田及渣场进行蒸发浓缩，含氨废水、焦化装置废水以及各装置产生生产废水全部送至综合废水处理站进行两级处理后送至钾肥公司生产钾肥。

(6)各装置在正常生产过程中的生产废水，经综合废水处理站处理后用于钾肥生产系统及纯碱装置、钾碱装置化盐和其他设施使用。

(7)纯碱厂氨碱法生产纯碱工艺中产生蒸氨废水量在1 300万m3/年，2018年新增白泥项目对蒸氨废液中的固体回收送往动力厂供热中心燃煤锅炉作为脱硫剂使用，蒸氨废液的再利用对盐湖地区企业的发展具有重要意义。

4 结语

金属镁一体化项目各装置对各种废水实行“清污分流”原则，划分为生产污水系统、生活污水系统、回用水系统。经过装置内部处理、综合废水处理、复用水处理以及中水回用系统的深度处理后作为各生产装置的生产水补水、化盐水以及辅助原料来降低纯碱、固碱和甲醇等主产品的生产成本，做到了产业布局合理化，使装置内部的资源得到更合理的利用，同时也符合国家节能降耗的大政方针以及柴达木循环经济的产业布局和发展规划。