废水零排放在煤制乙二醇中的应用分析

侯晓东

摘 要：本文论述了我国煤制乙二醇项目的生产需求，建立主要生产工艺流程，在生产过程中广泛利用草酸酯处理路线。本文根据草酸酯法工艺路程，主要分析了生产过程中废水处理方法，通过处理工作，回收利用产品水，避免向环境中随意排放废水。

关键词：废水;零排放;煤制乙二醇;应用分析

乙二醇是一种化学原料，在生产聚酯中广泛利用乙二醇。近些年我国不断增加煤制乙二醇项目，乙二醇年产能达到448万t。但是相关装置运行的稳定性需要进一步提升，因此我国当前还需大量进口乙二醇。在煤制乙二醇中需要利用针对性的处理工艺，达到废水零排放效果。

1 概述煤制乙二醇的技术路线

根据我国的能源情况，在乙二醇工艺制备过程中利用煤基合成线路，这也符合我国国情。当前在生产过程中广泛利用直接法和间接法，间接法主要包括甲醇法和甲醛法以及草酸酯法。

利用直接法的过程中，主要是煤经气化获取合成气，利用合成气直接获取乙二醇。在这一工艺过程中，整体操作比较简单，工作流程也比较短，这一工艺对于反应条件提出较高的要求，选择的催化剂为金属铑，这类金属的成本较高。催化剂具有较低的选择性和转化率，因此无法在工业化发展中推广应用。利用甲醇法的过程中，主要原料为合成气，利用甲醇制烯烃技术获取乙烯，通过乙烯环氧化工作，获取环氧乙烷，环氧乙烷再经过水合并之后，通过精制获取乙二醇。MTO技术和乙烯制乙二醇工艺都发展的比较成熟，利用甲醇法需要耗费较长的工作流程，在利用MTO技术的过程中还会产生丙烯。

甲醛工艺路线涉及到较多的方法，例如甲醛氢甲酰化法和甲醛缩合法以及甲醛电化加氢二聚法。当前这些技术发展的不够完善，仍旧处于研究发展阶段，还无法在工业化生产过程中广泛推广。草酸酯法利用CO催化耦合作用，形成草酸酯，加入氢气之后制备乙二醇，整体反应过程比较温和，因此我国煤制乙二醇装置过程中主要是利用草酸酯法。

2 概述草酸酯法的工艺流程

当前我国煤制乙二醇过程中，主要是利用草酸酯法生产乙二醇，通过煤气化获取合成气，实施净化和提纯处理之后，获取原料气一氧化碳和氢气。利用两步法工艺生产乙二醇：首先利用一氧化碳实现气相反应，形成草酸酯，其次对草酸酯加氢气，可以形成乙二醇。利用C1-C4醇和氮氧化物反应，通过氧化形成草酸酯，转化NO为三氧化二氮，实现循环利用。草酸酯加入氢气之后，形成乙二醇。

在生产乙二醇的过程中，煤气化装置和草酸二甲酯合成装置等会产生很多废水。气化工艺关系到煤气化装置废水的产生，在煤制乙二醇气化过程中会产生较高浓度的氨氮废水，水质比较洁净。利用DMO合成装置居于较高的含盐量，其中具有较高的醇类含量。利用乙二醇合成装置，废水中存在较多的有机物质。其中煤气化装置中包括COD、BOD、悬浮固体等。草酸二甲酯合成装置中包括亚硝酸盐、BOD等污染物。在乙二醇合成装置中主要包括醇类和酯类的污染物。

3 废水处理技术

3.1 污水处理

在污水处理过程中，主要负责处理生产污水和生活污水以及污染雨水等。污水中主要包括氨--氮等污染物，因此在生化处理过程中主要是脱氮工艺，工作人员需要结合出水水质性质，利用脱氮生化池和接触氧化等处理工艺。

在废水处理过程中，生产废水流经地下管进入到调节池中，调节调节池的水量和水质，废水进入到生化池中，可以发挥脱氮功能，实现生化处理，有效去除生化池中的COD和氨氮。生化池出水进入到氧化池，在氧化池中具有填料和鼓风曝气，可以将无数种氨氮和有机物进一步去除，再引入到絮凝沉淀池中，经过混合反应段之后，投入混合絮凝剂，随后污水进入到沉淀池中，可以将污水中的有机污染物和悬浮物等去除，经过絮凝沉淀池之后最后送进回用水站。

3.2 回用水处理

在回用水处理过程中，首先进行清净排水，在循环冷却水站实现排污水，利用脱盐水站排水，经过污水处理站处理之后，保障回用水处理效果。在处理过程中，需要利用调节池和混凝沉淀以及过滤、反渗透等处理步骤，最后实现水回用。

3.3 浓盐水处理

在回用水处理过程中，反渗透处理工作会产生浓盐水，经过多效蒸发处理工作之后，分离盐分和水，将水送入到装置中进行回用，固体盐送回厂家，厂家实施回收再利用，避免向环境中排放废水。

3.4 高盐高COD废水处理

针对高盐高COD废水，首先先取出悬浮物，再去除盐类物质和COD有机物质。在处理过程中主要是经过预处理单元和蒸发结晶单元，在预处理单元中利用氢氧化钠和石灰软化除硬、氧化镁除硅以及高效沉淀池过滤工艺，利用超滤和反渗透膜，落实浓缩减量化处理，利用臭氧氧化降解，脱除反渗透浓缩液的有机物。利用蒸发结晶单元，主要包括降膜蒸发浓缩系统和氯化钠结晶系统等。处理高盐高COD废水需要利用生化处理系统，在处理过程中利用高效厌氧反应器和接触氧化工艺，去除大部分高盐高COD废水的有机物，降低整体高盐高COD浓度，满足排放标准，如果需要回用部分废水，可以利用消毒砂滤碳等工艺，保障回用处理效果。

4 利用自動化控制系统

在煤制乙二醇过程中会产生很多的废水，在处理废水的过程中可以利用自动化控制系统，在下游水体中设置废水收集系统，通过水体稀释和水体自净处理之后，实现简单的处理。当前工业化排水不断增加，水质也变得更加复杂，如果单纯利用纳税主体自净作用，无法满足废水处理要求，最终可能会污染和影响到周围水体。在废水零排放过程中可以利用自动化控制系统，避免出现水环境污染问题。

自动化控制系统主要包括中央控制室监控设备和可编程控制器以及检测仪表部分等。在控制室内利用上位机和PLC模式，利用PLC系统的以太网模块，可以连接废水系统和设备集中控制系统。工作人员可实时掌握废水处理效果和工艺参数变化情况，优化各个工艺流程运行情况，提升出水水质，降低废水零排放处理成本，节省整体能耗，使整体运行管理水平不断提升，保障废水处理工作的稳定性，保障综合效益。

在金属管中设置电磁流量计，可以实时测量进水流量，中央控制室计算机显示器可以将水泵站的液位值显示出来，以液位值的高低情况，启停两台进水提升泵，协调控制两台提升泵的运行时间，同时可以计算机将水泵的启停状态显示出来。将pH计设置在调节池中，可以确定瞬时进水的pH，提升进水水质，如果进水质量不符合工作要求，控制室会提出警告信号，启动酸碱调节系统有效调节酸碱pH，同时调节系统自动关闭，提升出水水质。

在生化处理池中设置氧化还原电位在线测定仪，在缺氧池和好氧池中设置溶解氧在线测定仪，控制室计算机可以将测定值实时反应出来。如果监测的数值不符合规定范围内，计算会发出报警信号，工作人员因此开启鼓风机，控制曝气量，控制溶解氧刷领，节省整体能源消耗情况。

将污泥浓度计设置在好氧池中，负责监测好氧池的污泥情况，如果污泥浓度比较大，工作单位可以及时减少污泥回收量，加大力度排泥。如果污泥浓度比较小，可以加大力度回收污泥，在控制过程中，工作人员可以利用中央控制室实时监测，实现远程监测效果。在二沉池中设置泥位计，通过在线监测之后，如果发现泥位值比较高，工作人员也日自动调节排泥设备和刮吸泥机，避免沉淀污泥发生腐败问题。将pH计和COD在线测定仪等设置在回用出水池中，利用控制室监测测定值，工作人员可以因此确定出水水质，确定出水是否满足排放标准。

5 结束语

本文论述了废水零排放在煤制乙二醇中的应用，根据煤制乙二醇废水特征，利用针对性的处理措施，同时需要发挥自动化控制系统的作用，提升废水零排放在煤制乙二醇中应用的自动化水平，高效回用产品水，避免向环境中排放废水，实现废水零排放，

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