廢水在金屬鎂一體化項目中的綜合利用

張曉龍，李積滿(青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000)

0 引言

金屬鎂一體化項目作為柴達木循環經濟試驗區建設的核心項目，項目涉及鹽湖化工、煤氣化、煤焦化、冶金等多產業融合。項目由14個裝置組成，充分考慮了工藝優化、設備更新、節能降耗和新型化工園區建設理念，主要生產裝置工藝技術先進、資源配置合理、廢水利用率高，完全符合柴達木盆地資源綜合利用的需要。項目滿負荷運行時，日消耗水量為16萬立方米，為滿足裝置運行和產業發展，節水、減排工作作為重中之重，特別是對部分裝置產出高含鹽廢水、含氨廢水、冷卻水系統排污水進行了綜合利用和回收。

1 園區主要廢水產生情況及處理方法

1.1 主要廢水產生情況

金屬鎂一體化項目配套有廢水處理工程，它為下游各裝置服務，包括廢水處理、污泥處理、泵房及配套的附屬設備組成，其中廢水處理項目包括油廢水預處理系統、生產廢水處理系統。生產廢水主要有3類：第一類是生產廢水，第二類是生活污水，第三類是生產循環冷卻系統冷卻水。生活污水及冷卻排污水水質較為簡單，比較容易處理，各裝置區生活污水經廠區生活污水管網收集至綜合廢水處理站集中處理；循環冷卻系統排污水等清下水污染較輕，所含污染物主要為少量的懸浮物及鹽分等，經廠區經下水管線收集后進入清下水集水池，用泵輸送至鹽湖鉀肥公司作為鉀肥化鹽水回用，廢水處理產生的污泥全部去本園區選煤廠配煤綜合利用，不產生二次污染。水質組分較復雜的是各生產裝置產生的廢水，對此，本文重點介紹并做了說明[1]。

1.2 廢水處理方法

結合金屬鎂一體化園區的關聯度進行優化組合及各裝置運行生產廢水的特點，根據其廢水組分，進行合理的規劃利用，節水減排，提供利用率，使裝置高鹽廢水作為純堿裝置化鹽水；含氨廢水作為純堿裝置的含氨處理回收裝置，降低純堿氨耗，同時該廢水可作為鍋爐煙氣脫硝劑使用，減少液氨消耗；焦化廢水中含有部分有機物，可作為水煤漿制備用水，減少水消耗，提高有效氣成分；項目部分裝置產生的廢水經集中處理后作為氯化鉀和氯化鈉的化鹽水及其他用水[2]。通過資源的合理配置優化，實現裝置內部水循環，節水減排，促進水資源的綜合利用，為裝置工藝優化控制和節能降耗提供了保障，具體實施辦法如圖1所示。

圖1 具體實施辦法

(1)將金屬鎂裝置鹵水精制過程中產出高含鹽廢水(大于2%)和供熱中心脫鹽水裝置產出高含鹽廢水經過管道輸送至復用水池；金屬鎂一體化項目各裝置循環水池設計濃縮系數在3～5之間，將定期排出的高含鹽廢水經過收集后用管道輸送至復用水池，中水回用池中的水作為各生產裝置生產水或循環水補水使用，金屬鎂一體化項目各裝置在生產過程中產生廢水在裝置內部進行收集，用泵及管道輸送至綜合廢水處理站。

(2)將收集后的高含鹽廢水在復用水池加入相應的沉淀劑，在復用水池進行相應的反應后，進行預處理。將在廢水處理站收集后的廢水經過調節池、微生物處理池及反應池、沉淀池及濃縮池后得到的清水收集在清水池中，再經過超濾裝置后在回收池中進行回收存儲。

(3)從廢水處理站經過處理的廢水在回收池中進行回收，再經過中水回用系統進行深處理，在中水回用池進行短期存儲。

(4)預處理后的高含鹽水(復用水)用泵輸送至鉀肥公司生產系統，部分送至純堿裝置和鉀堿裝置進行化鹽，實現資源的回收利用，很大程度上減少金屬鎂一體化項目的用水量。

(5)項目部分裝置產生的廢水經集中處理后作為氯化鉀和氯化鈉的化鹽水及其他用水。通過資源的合理配置優化，實現裝置內部水循環，節水減排，促進水資源的綜合利用，為裝置工藝優化控制和節能降耗提供了保障。

(6)廢水生化預處理。生化廢水主要來自焦化、甲醇、純堿裝置，這些廢水在裝置內已采用了生化處理方式，去除了大量的有機物，但水中仍還有接近100 mg/L的難生化的有機物和部分懸浮物以及較高的硬度，如果直接進入膜處理裝置，很容易會堵塞膜，需要進一步去除COD、懸浮物和硬度。而來自焦化裝置的生化廢水可生化性尤其差，因為焦化裝置在生化污水處理過程中已采用多級生化和化學氧化的方法，再采用普通高級氧化的方法對進一步提高廢水的可生化性已很難起到效果，因此本裝置采用臭氧氧化的方法提高廢水的可生化性，然后再進行生化處理去除水中殘余的COD，其工藝路線如下：生化廢水→條件池→石灰軟化→D型濾池→曝氣生物濾池→清水池。

2 各裝置廢水成分指標

金屬鎂一體化項目裝置多，產業鏈長，各裝置生產工藝的不同，廢水指標各有不同，其主要污染物為COD、氨氮、酚、氰、油等，廢水主要裝置指標如下：

(1)金屬鎂裝置采用新型的鹵水精制技術，鉀肥生產排放的老鹵水經管道和鹽田蒸發濃縮，提高氯化鎂濃度，同時降低老鹵中硫酸根和硼及其他稀有元素。為不影響生產，按照工序指標要求，必須除去或降低雜質離子數，產生一股高含鹽廢水，此裝置含鹽廢水主要指標為6.74%NaCl、5.88% Na2SO4、0.068% Na2SO3；

(2)焦化裝置生產污水可分為兩部分：接觸粉塵廢水，主要來自熄焦系統的熄焦廢水等，其含有較高濃度的固體懸浮物；焦化裝置含有機物廢水進行收集后，廢水中含有較高的揮發酚、氰化物、氨氮、石油類等有機物質，可進行裝置內部的綜合利用。

(3)甲醇裝置在煤氣化過程中產生廢水(黑水)經黑水處理系統后，用于煤制漿回收利用，同時產生的煤氣進行變換進行碳氫比的調節，其在變換過程中產生含氨冷凝液，經黑水系統處理后多余的黑水和含氨冷凝液混合排至界區外。此裝置含氨廢水指標為：1.65% NH3、1.63%CO2、0.068% H2S、94.87% H2O。

(4)綜合廠由廢水處理及復用水提升組成。廢水處理水量分為生產廢水和生活廢水。此廠復用水池的主要指標為；375 mg/L Na+、20 mg/L K+、174.4 mg/L Mg2+、總硬度為1 266.5 mg/L、pH為6～9。

(5)供熱中心裝置化水處理單元為金屬鎂工業園區輸送蒸汽、化學水、電力、壓縮空氣、氮氣、氧氣等資源，是金屬鎂園區主要的動力和能源保障。此化水單元廢水主要指標為6.74% NaCl、5.88%Na2SO4、0.068%Na2SO3。

(6) PVC裝置生產中產生少量的堿洗含汞廢水，pH值6～9的廢水由車間負責中和、硫化沉淀除汞后，再進入污水處理站，廢水含有SS、COD。

(7) DMTO&PP裝置pH值6～9的廢水預油處理后，進入污水處理站，廢水含有SS、COD、油。

(8)純堿裝置生產廢水是含氨廢水即蒸氨廢液，其主要組分是溶解性鹽類：10.96%CaCl2，4.58% NaCl，1.32%過燒CaO，pH值11～12。

3 各裝置廢水處理應用效果

(1)甲醇裝置含氨廢水可送至純堿裝置蒸吸氨單元進行處理，單位純堿裝置氨耗降低6.6%，有效降低了純堿的氨耗。

(2)焦化裝置將產含有苯、焦油、萘、酚等廢水在裝置內部進行收集，生產廢水可利用至甲醇裝置煤漿制備系統，提高甲醇合成有效氣比例。

(3)金屬鎂一體化項目循環水排污水及部分裝置含鹽廢水，主要用于鉀肥生產使用生產水，純堿裝置和鉀堿裝置化鹽的補充水要求。高含鹽廢水及循環水排污水用于純堿裝置化鹽時，綜合利用的分析，其純堿的產量相對提高，其原鹽的單耗相對較低。

(4)將經過預處理后的焦化廢水送至甲醇裝置水煤漿制備系統，其裝置內的氣化爐產有效氣成分相對提高，同時甲醇廠量也相對提高。

(5)所有的高含鹽廢水送至鹽田及渣場進行蒸發濃縮，含氨廢水、焦化裝置廢水以及各裝置產生生產廢水全部送至綜合廢水處理站進行兩級處理后送至鉀肥公司生產鉀肥。

(6)各裝置在正常生產過程中的生產廢水，經綜合廢水處理站處理后用于鉀肥生產系統及純堿裝置、鉀堿裝置化鹽和其他設施使用。

(7)純堿廠氨堿法生產純堿工藝中產生蒸氨廢水量在1 300萬m3/年，2018年新增白泥項目對蒸氨廢液中的固體回收送往動力廠供熱中心燃煤鍋爐作為脫硫劑使用，蒸氨廢液的再利用對鹽湖地區企業的發展具有重要意義。

4 結語

金屬鎂一體化項目各裝置對各種廢水實行“清污分流”原則，劃分為生產污水系統、生活污水系統、回用水系統。經過裝置內部處理、綜合廢水處理、復用水處理以及中水回用系統的深度處理后作為各生產裝置的生產水補水、化鹽水以及輔助原料來降低純堿、固堿和甲醇等主產品的生產成本，做到了產業布局合理化，使裝置內部的資源得到更合理的利用，同時也符合國家節能降耗的大政方針以及柴達木循環經濟的產業布局和發展規劃。