水煤漿鍋爐無害化處理高濃度有機廢水初探

陳文圖

（泉州市環境保護科學技術研究所 福建泉州 362000）

水煤漿鍋爐無害化處理高濃度有機廢水初探

陳文圖

（泉州市環境保護科學技術研究所 福建泉州 362000）

本文針對企業的生產過程中產生的有機廢水提出無害化的治理方案：借助水煤漿技術對有機廢液進行合理應用，從而達到了污水零排放無害化處理目的。通過熱值核算、現場實測，表明該方案具有一定的可行性，既能維持水煤漿鍋爐原有的使用狀況，又在一定程度上減少鍋爐尾氣的污染物排放。

水煤漿；無害化處理；有機廢水

石化產業的高濃度有機廢水的處理是目前國內外污水處理界公認的難題，往往需要多種方法聯合處理，耗費大量的處理費用。本文結合企業運行實際情況，針對泉州某高分子有限公司產生的含大量有機物的縮聚廢水和真空泵廢水，提出技改方案，借助水煤漿鍋爐，將有機廢水作為水煤漿鍋爐的燃燒組分，將其有毒物質分解成無毒物或毒性變弱的物質。通過多次試驗后付諸實際應用，在工業生產過程中，該技改方案地實施較好的實現了有機廢液的無害化處理，既可以節約鍋爐的燃燒成本，又可以為廢液處理提供新途徑。

1 處理可行性分析

1.1 焚燒處理方案

該企業的縮聚廢水和真空泵廢水主要成分為丁二醇和乙二醇，濃度分別為73750mg/m3和16666mg/m3，其檢測結果如下表1。該廢水屬于高濃度易燃有機廢水，采用生物處理的難度較大，很難通過一次處理取得較理想的結果。經過過濾后，經管道輸送到鍋爐房，由特制的噴頭，經過泵直接噴入水煤漿鍋爐爐膛內進行燃燒，其燃燒反應方程式如下，可知廢水中的有機物經過充分燃燒后，不產生額外的空氣污染，全部轉化為二氧化碳和水等無害物質。

表1 有機廢水COD和BOD值

1.2 焚燒處理流程

本文實驗采用的是YJW-3500J型有機熱載體爐，鍋爐燃燒器上有2個自動噴槍頭，水煤漿和廢水各自獨立采用一個噴槍頭自動噴入爐膛燃燒，噴漿前霧化閥自動開啟；噴漿動作在爐膛溫度、壓力、霧化、燃油等配合下自動進行；爐膛溫度保持800度-900度，爐膛駐留時間在0.5秒以上，在爐膛的有機物都可顯著的氧化成CO2和H2O。燃漿結束自動開啟漿槍漿嘴沖洗程序，噴漿量變頻調節，燃燒更為充分高效。

1.3 焚燒熱值核算

廢液中的有機物都為可燃物，含有較高熱值。而廢液進入爐膛時額外增加了爐膛的空氣量、此外廢液燃燒時其所含的水分蒸發為水蒸氣，這兩部分都將消耗鍋爐的熱量。因此，焚燒所需要增加的熱量為維持增加空氣所需熱量和水蒸發成水蒸氣所需要熱量之和。若高濃度有機物廢液可以保證有機物燃燒釋放的熱值高過維持燃燒所需要的熱量，則既可以實現廢液的無害處理以及鍋爐能源的節約。本文從焚燒過程中熱值平衡分析的角度來核算該種廢液處理方法的可行性。

焚燒過程中縮聚廢水及真空泵廢水中水的含量為0.42t/h，水分蒸發需要的熱量為由20℃水加熱到100℃水蒸氣所需要的熱量。而焚燒的廢液中乙二醇和丁二醇分別為1kg/h、44kg/h，根據乙二醇和丁二醇的燃燒反應式核算有機物焚燒的耗氧量，結果表明，焚燒過程每小時的耗氧量為126.64kg，則需要鼓入新鮮空氣490m3/h，空氣由20℃加熱到800℃左右的爐膛溫度。根據以上情況，可以計算出鍋爐內因為增加了有機廢液的焚燒而產生的吸熱和放熱的量值，其計算結果見表2：

表2 有機廢水焚燒過程熱值核算

即項目廢水焚燒產生的熱量867.6MJ/h，大于由于焚燒廢廢水增加空氣流量以及水變水蒸氣需要的熱量（636.6MJ/h），焚燒有機廢水廢水不會對水煤漿鍋爐的正常運行產生影響，也不需要額外增加水煤漿用量。

2 水煤漿鍋爐運行情況

通過噴槍頭噴入有機廢液后，在鍋爐運行過程中，觀察鍋爐內燃燒情況：爐內燃燒進行穩定，水煤漿火炬完整，火焰呈橙黃色，清晰明亮，無大火星，無黑煙，未受到有機廢液噴液的影響。廢水中含有的大量水的存在并不延長整個燃燒時間，因為水分在空氣流中可以迅速蒸發，通過熱量核算，廢水中有機物燃燒提供的熱量足以供給水分蒸發所需熱量。

通過鍋爐運行記錄觀察，選取添加有機廢液前后的兩次鍋爐運行情況進行對比，添加有機廢液進入鍋爐燃燒并未對鍋爐的實際運行帶來很大的影響，見表2.并對有機廢液參爐與鍋焚燒的進行測試，結果見表3。

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表3 添加有機廢液前后鍋爐運行參數

通過加入有機廢液后對鍋爐燃燒的相關測試，可以得到以下結果，見表4。該測試表明加入有機廢液后，由于其溫度較低，鍋爐的熱效率有所降低，但仍能維持在原有設計水平。

表4 燃燒測試結果

觀察煙囪排煙情況，無黑煙，且通過實驗測試，結果見表5，在使用有機廢液的情況下，排煙中CO的含量為165mg/m3，還比單純用水煤漿時排煙中CO 320mg/m3的含量更優，而SO2的排放情況則基本一致，說明使用了有機廢液之后，使鍋爐的燃燒更為充分，從而減少了CO的排放。

表5 煙囪的排污情況

3 結語

通過可行性研究、實驗測試，證明石化企業對有機廢液的無害化處理的技改是有效的，在同類企業中值得推廣，既可以處理廢液，又可以利用廢液中的有機可燃物在鍋爐上燃燒，告別了傳統處理方式的二次污染和高治理費用，使廢液中的可燃物質得到充分利用，實現化工廢液資源化。

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