Система водоснабжения углехимических производств
Повторное использование и ZLD сточных вод углехимических производств
Начните с источников сточных вод, состояния предшествующей обработки, совокупных рисков загрязнения и отложений, а также общего водно-солевого баланса предприятия. Затем отдельно определите конечные направления для высокоорганических производственных стоков, воды повторного использования и RO-концентрата, маточных растворов и побочных потоков.
Прежде всего следует определить, обеспечивает ли предшествующая очистка от нефтепродуктов, биологическая обработка или окисление стабильный исходный поток для последующих мембранных ступеней
Определите участки мембранной системы с учетом задач по предотвращению отложений, повторному использованию, селективному разделению солей, а также по снижению концентрации веществ.
Проведите оценку накопления примесей, возможности их рециркуляции, а также определите ответственность за обращение с солями, осадком и твердыми отходами.
Сначала провести разделение исходных потоков
Необходимо определить все источники сточных вод, прежде чем рассматривать их повторное использование или параметры ZLD
Для сети водоснабжения угольно-химического производства недопустимо опираться на анализ однородной смеси воды. Для каждого потока следует оценивать его происхождение, предшествующие технологические ступени, изменчивость потока, эффективность существующей очистки и конечное назначение.
Производство жидкого топлива из угля
Необходимо подтвердить фактическое разделение технологической воды, сбросов охлаждающих систем, стоков систем обессоливания и концентрированного соленого раствора.
Производство газа из угля
Начните с определения для конкретного проекта параметров взаимодействия с установками очистки газов, биологической обработки и производства обессоленной воды.
Получение олефинов из угля
Проведите оценку стоков от каждого технологического блока, потребности в повторно используемой воде, концентрата обратного осмоса RO и последующих ступеней термообработки.
Интегрированные промышленные комплексы и связанные с ними задачи по коксованию
Перед смешиванием стоков необходимо проанализировать риски каждого источника. Стоки от коксования с высоким содержанием кремнезема и жесткости следует рассматривать как отдельную задачу.
- 01Источник сточных водТехнологический блок, точка сброса и наличие предварительного смешивания потоков.
- 02Состояние предшествующих ступеней обработкиЭффективность удаления нефтепродуктов, биологической очистки, окисления и доочистки в существующих системах
- 03Риски возникновения мембранного загрязнения и образования отложенийСодержание твердых частиц, нефтепродуктов, органических веществ, жесткости, кремнезема и ионного состава
- 04Цель повторного использования очищенной водыПодача в системы охлаждения, технологические процессы или иные цели, определенные проектом
- 05Конечные точки сброса рассола и побочных продуктовСнижение объемов отходов, селективное разделение солей, выпаривание, повторное использование или окончательная утилизация
Принцип разделения потоков по назначениюСмешивать два потока допустимо лишь в том случае, если цели очистки, риски загрязнения и требования последующих технологических ступеней совместимы. Перед смешиванием необходимо пересчитать баланс воды, солей и накопление примесей.
Матрица рисков комплексного воздействия
Не следует ограничиваться лишь обозначением «высокая соленость и высокое содержание органики» вместо полноценной оценки.
На этапе предварительной оценки необходимо проанализировать перечисленные риски и обеспечить прослеживаемость исходных данных. Это не означает, что все потоки сточных вод углехимических производств имеют одинаковый состав или концентрации.
- Риск мембранного загрязнения органическими веществами
- Провести анализНефтепродукты, COD/TOC, азот в виде аммиака, а также определяемые для конкретного проекта органические компоненты или вещества, вызывающие ингибирование.Сначала следует определить нагрузку и стабильность выходного потока на предшествующих технологических ступенях: удаления нефти, биологической очистки или окисления.
- Риск образования осадка и мембранного загрязнения
- Провести анализSS, мутность, коллоиды, распределение частиц по размерам, эмульгированное масло и текущие показатели фильтрации.Определить, требуется ли применение трубчатой мембраны для разделения твердых частиц или иной этап предварительной обработки.
- Риск образования отложений и выпадения осадка.
- Провести анализCa, Mg, общая жесткость, кремнезем и его формы, щелочность, а также прочие ионы, способствующие образованию отложений.Определить параметры реакции и степень умягчения с учетом требований к RO, NF, концентрации и испарительному оборудованию.
- Риск негативного влияния ионного состава и невозможности извлечения ценных компонентов.
- Провести анализTDS, хлориды, сульфаты, целевые соли и примеси, влияющие на селективное разделение солей и их концентрирование.Провести оценку применимости селективного NF исключительно в тех случаях, когда ионный состав, цели производства и последующие технологические ступени совместимы.
- Диапазон рабочих условий и риски, связанные с химическим воздействием
- ПодтвердитьИзменчивость потока, температура, pH, окислители, ингибиторы образования отложений, реагенты для умягчения или коагуляции, а также сведения об очистке.На основе этих данных определяют тип мембраны, методы предварительной обработки, стратегию очистки и предельные условия непрерывной эксплуатации.
- Риски на последующих технологических ступенях и варианты утилизации отходов
- ОпределитьМесто повторного использования продукта, объем рассола, параметры выпаривания и кристаллизации, маточный раствор, осадок, побочные соли и способы утилизации твердых отходов.Не следует назначать проекту код ZLD исключительно на основе данных по мембранной секции до того, как будут определены все конечные этапы технологической схемы.
Трехвариантная технологическая схема проектирования
Определите границы трех водных потоков, после чего сформируйте общий баланс воды и солей на уровне всего предприятия
В последующих разделах описана возможная оценка; это не обязательная последовательность действий для всех проектов. Итоговый выбор типов мембран, реагентов, параметров циркуляции, концентрации и гарантийных показателей зависит от фактических данных
Поток сточных вод с высоким содержанием органики
Перед подбором мембран для повторного использования или обессоливания необходимо подтвердить эффективность предшествующих ступеней очистки от органики и стабильность качества воды
- 01Классификация источниковТехнологические установки, точки сброса и степень изменчивости параметров
- 02Контроль содержания нефти и твердых частицВыбор метода обработки в зависимости от типа загрязнений
- 03Предшествующие биологическая очистка и окислительная обработкаОпределение параметров на основе качества исходной воды и распределения ответственности
- 04Отделение твердых частиц и доочистка при необходимостиОбеспечение стабильного исходного потока для последующих мембранных ступеней
- 05Взаимодействие между системой повторного использования и мембранамиПереход к использованию UF/NF/RO допускается лишь после подтверждения пригодности исходного потока
Линия для обработки очищенных сточных вод и концентрата обратного осмоса
Оценить устойчивость мембран к воздействию очищенных сточных вод, риску образования отложений, ионному составу и конечному составу концентрата обратного осмоса
- 01Очищенные сточные воды для повторного использования / концентрат обратного осмоса ROПредоставить отдельные данные по каждому из потоков
- 02Целенаправленное умягчение и подготовка исходной водыПараметры определяются уровнем риска образования отложений на последующих технологических ступенях
- 03Трубчатая мембрана PEKОтделение твердых частиц после реакции и защита последующих технологических ступеней
- 04Использовать NF или RO в зависимости от требованийПроверьте возможность селективного разделения солей или применимость методов обессоливания для повторного использования
- 05HRCC и другие элементы системы концентрирования и подключенияПодключайте к установкам выпаривания, к процессам извлечения и полезного использования компонентов либо к любым другим элементам технологической схемы проекта
Маточный раствор и потоки побочных продуктов
Циркуляция потока не подразумевает автоматически извлечение и полезное использование компонентов. Необходимо оценить накопление примесей в цикле, ответственность за качество солей и способы их окончательной утилизации
- 01Маточный раствор и концентрированные побочные продуктыУточните источник поступающего потока и его состав
- 02Рассчитайте уровень примесей и их накопление в результате циркуляции потокаКонтроль содержания органических веществ, кремнезема, металлов и смешанных солей
- 03Регулирование уровня примесей в соответствии с требованиямиПроведение реакций, разделение с помощью мембран или иные этапы технологической схемы проекта
- 04Оценка возможности повторного использования материалов и экономической эффективностиУчет баланса воды, солей, химических реагентов и энергии на всех стадиях процесса
- 05Завершающие этапы выпаривания, обработки солей или твердых отходовДля каждого проекта согласовать ответственность за оборудование и конечное обращение потоков
Данный раздел не является стандартным для проектовСелективное разделение солей, использование HRCC, возврат маточного раствора, а также выпаривание или кристаллизация — все эти этапы требуют отдельной проверки с учетом качества исходной воды, целей проекта, подтвержденных данных и объема поставок. Упоминание этих этапов на данной странице не означает, что они автоматически предусмотрены в проекте.
Обязанности по применяемым технологиям
Необходимо четко разграничить обязанности по обработке органических веществ, отделению твердых частиц, селективному разделению солей и концентрированию.
Ни одна отдельная мембранная ступень не удаляет одновременно все органические вещества, твердые примеси, ионы, вызывающие отложения, и растворенные соли из сточных вод углехимических производств. Для каждой ступени должны быть определены входной поток и требуемый результат.
Удаление нефтепродуктов на предшествующих ступенях, биологическая обработка и окисление.
Необходимо контролировать содержание нефтепродуктов, биоразлагаемых органических веществ и отдельных стойких компонентов в исходной воде. Ответственность за технологический процесс и его показатели определяется по согласованному разделению функций с предшествующими системами.
По умолчанию данная установка не заменяет использование PEK трубчатой мембраны.Процесс умягчения в сочетании с применением PEK трубчатой мембраны.
Реакция приводит к изменению формы образующихся отложений; трубчатая мембрана PEK отделяет образовавшиеся твердые частицы и защищает последующие технологические ступени.
Ознакомьтесь с технологическим решением для умягчения на основе PEK → 03 · Селективное разделение солейСелективная нанофильтрация
Оценку возможности селективного разделения солей или контроля примесей следует проводить лишь в тех случаях, когда ионный состав, селективность, целевые продукты и последующая технологическая схема позволяют это.
Ознакомьтесь с технологией селективной нанофильтрации → 04 · КонцентрацияHRCC непрерывная работа при высокой концентрации RO
Дальнейшее сокращение объема рассола и интеграцию с последующими ступенями следует рассматривать только при благоприятных условиях предварительной обработки, осмотического давления и рисков мембранного загрязнения.
Ознакомьтесь с технологией концентрирования HRCC →Трубчатая мембрана PEK не предназначена для непосредственного удаления TDS, хлоридов и иных растворенных солей; она также не заменяет биологическую или окислительную обработку органических веществ. В рамках данных технологических схем ее основной функцией является отделение твердых частиц, образующихся в ходе реакции, а также взвешенных и иных удерживаемых мембраной компонентов.
Исходные данные для проектирования
Необходимо предоставить отдельные данные по каждому потоку для обеспечения точного учета водного баланса и распределения солей.
Использование лишь значения TDS и общего расхода для смешанного сточного потока недостаточно для принятия решений относительно раздельного использования исходной воды, фракционирования солей или возврата маточного раствора.
- Исходная вода и её расход
- Места сброса, средний и пиковый расход, непрерывность потока, характер смешивания, а также полный водный баланс для каждого технологического блока.
- Основные условия
- Температура, значение pH, удельная электропроводность, параметры TDS и SS, мутность и график эксплуатации.
- Органические вещества и нефтепродукты
- Показатели COD/TOC, содержание аммонийного азота, нефтепродукты, биологически очищенные или окисленные стоки, а также известные загрязнители, определяемые для конкретного проекта.
- Образование отложений и ионный состав.
- Ca, Mg. Определяются общая жесткость, содержание кремнезема, щелочность, хлориды, сульфаты и прочие важные ионы
- Действующие системы
- Очистка от нефти, биологическая обработка, фильтрация, использование UF/NF/RO, химические реагенты, очистка оборудования, сведения о сбоях и возможность повторного применения оборудования
- Цели и конечные параметры очистки
- Назначение повторного использования, задачи по минимизации объема рассола или фракционированию солей, точки взаимодействия с процессами выпаривания, а также направления утилизации материнского раствора, осадка, солей и твердых отходов
Исторические данные по проектам, результаты испытаний и гарантируемые параметры для новых проектов должны рассматриваться как отдельные категории информации Показатели извлечения, соотношения фракционирования солей, параметры сбросной воды, качество солей, энергопотребление или удельный поток через мембрану, полученные в рамках существующего проекта, не могут автоматически применяться к новому проекту
Границы проектирования и поставки.
На странице представлена полная схема водоснабжения; однако обязанности по обеспечению производительности требуют поэтапной проверки
Plum занимается определением технологической схемы, поставкой готовых мембранных систем и сопровождением при масштабировании мембранных участков. Предшествующие органические ступени очистки, термические процессы и окончательная утилизация не входят автоматически в рамки одного договора, поскольку указаны на данной странице
- Предварительная оценка характеристик исходной воды, водного баланса и возможных технологических схем применения мембран
- Выбор методов умягчения, трубчатой мембраны PEK, а также элементов NF, RO/HRCC и прочих мембранных компонентов
- Поставка готовых комплектов мембранных систем, оборудования для циркуляции, компонентов CIP, приборов и систем управления
- Испытания проб воды, пилотные испытания и поддержка инженерного масштабирования при необходимости
- Ввод в эксплуатацию мембранных участков, обучение персонала и взаимодействие заказчика, проектной организации и EPC
- Предварительная очистка от нефтепродуктов, биологическая обработка, методы глубокой очистки и распределение ответственности за их показатели
- Строительные работы, возведение зданий, обеспечение электроэнергией, паром, сжатым воздухом и прочими коммунальными ресурсами
- Оборудование для выпаривания, кристаллизации, сушки и упаковки, а также ответственность за выпуск солевой продукции
- Окончательная утилизация маточного раствора, осадка, побочных солей, смешанных солей и твердых отходов
- Общая производительность завода, уровень автоматизации, экологическая безопасность и обязанности каждого подрядчика
Подтверждение реализации проекта
Имеются два источника открытых обезличенных данных о реализованном проекте, содержащих сведения по соответствующим разделам проектирования
На данной странице не приводятся наименования заказчиков, годы реализации и результаты эксплуатации. Публикуются лишь подтвержденные показатели производительности, направления проектирования и сведения по технологическим этапам с применением мембранных технологий
Использование очищенной сточной воды и обработка опреснённого осадка
В данном документе описывается технологическая схема по повторному использованию очищенной воды и умягчению опресненного шлама. Применяется PEK трубчатая мембрана, а также разделы проектирования NF и RO. На этой странице не приводятся сведения об извлечении компонентов, эффективности фракционирования солей, качестве солей и объеме поставок
40 m³/h Умягчение сточных вод с высоким содержанием кремния и жесткостью
Описанные этапы включают умягчение и удаление кремнезёма, после чего осуществляется разделение твёрдых частиц с помощью трубчатой мембраны PEK. Это подтверждает накопленный опыт по контролю рисков на начальных стадиях технологической схемы для водных потоков с высоким содержанием кремнезёма и жёсткостью, используемых в коксовом производстве.
Ознакомьтесь с примерами реализации проектов по умягчению с применением PEK.
Приведённые значения производительности отражают лишь опыт работы Plum с водными потоками, отдельно выделяемыми в рамках химических производств по переработке угля, а также с участками умягчения сточных вод коксового производства. Для любого нового проекта требуется независимый расчёт с учётом реального состава воды, удельного потока, конечных параметров и условий технического соглашения.
Испытания реального образца и пилотные испытания
Проведите проверку перед масштабированием, если неизвестны параметры органических веществ, ионного состава или предельно допустимых значений рециркуляции маточного раствора.
Ресурсы для проектирования
Подготовьте исходные данные для проекта в химической промышленности по переработке угля.
Сопутствующая технологическая схема.Повторное использование очищенной воды и ZLD для RO-концентрата
Предварительная стадия проектированияУмягчение с помощью PEK и разделение твёрдых частиц.
Возможности проведения валидацииИспытания реального образца и пилотные испытания
ИНЖЕНЕРНЫЕ ВОПРОСЫ
Проектирование систем для обработки сточных вод углехимических производств FAQ
Почему исходный поток сточных вод углехимических производств следует сначала разделять по источнику?
Состав органических веществ, нефтепродуктов, жесткости, кремнезема, ионного состава и назначения исходного потока может сильно различаться в зависимости от технологической ступени. Преждевременное смешивание может привести к утрате возможности самостоятельного повторного использования отдельных потоков и переносу рисков от одного потока на всю систему.
Можно ли подавать на обработку высококонцентрированный органический исходный поток с помощью NF или RO?
Не следует делать такого предположения. Сначала необходимо проверить содержание нефтепродуктов, параметры COD/TOC, специфические органические соединения, показатели SS, а также стабильность существующих биологических или окислительных процессов. Подбор мембран для повторного использования следует проводить лишь после подтверждения пригодности исходного потока.
Способна ли трубчатая мембрана PEK удалять как COD, так и растворенные соли?
Такое утверждение не является общим правилом. Трубчатая мембрана PEK в первую очередь предназначена для отделения твердых частиц реакции, взвешенных веществ и других компонентов, которые можно удерживать. Для удаления растворенных органических веществ и солей требуется предварительная обработка, включающая применение NF, RO или иных этапов технологической схемы.
Необходимо ли применять селективные мембраны типа NF во всех проектах по обработке сточных вод углехимических производств?
Нет. Использование селективных мембран NF оправдано лишь в случае совместимости ионного состава, целевых солей, селективности мембраны и последующих технологических ступеней в виде выпаривания или кристаллизации. Анализ воды и испытания реального образца определяют границы их применимости.
Требуется ли для всех проектов с применением трубчатой мембраны ZLD выпаривание и кристаллизация?
Это зависит от конечного состава исходной воды, рамок проекта и требований к конечному продукту. На данной странице описывается взаимосвязь с системами выпаривания и кристаллизации, однако эти элементы не входят в стандартный перечень поставляемого оборудования.
В каких случаях требуются испытания реального образца или пилотные испытания?
Испытания необходимы при неопределенности характера органических веществ или нефтепродуктов, сложной комбинации силикатов и ионов, вызывающих отложения, при необходимости селективного разделения солей или работы с высокими концентрациями, при планируемом возврате маточного раствора, а также при отсутствии аналогичных эксплуатационных данных. В таких случаях рекомендуется проведение непрерывных пилотных испытаний.
Какую информацию необходимо предоставить для предварительной оценки?
Необходимо указать источник каждого потока, его производительность и степень вариативности, температуру, параметры pH, SS, COD/TOC, содержание нефтепродуктов и аммонийного азота, показатели TDS, Ca, Mg, жесткость, содержание силикатов, щелочность, хлоридов и сульфатов, а также описать текущую технологическую схему, водный баланс, эксплуатационные данные по RO, требования к повторному использованию и конечный состав исходной воды или солей.
Могут ли старые каталоги или данные по ранее реализованным проектам служить гарантией для нового проекта?
Условия применимости официально заявленных значений, данных испытаний и гарантийных показателей для новых проектов различаются. Для подтверждения этих значений требуется отдельная проверка данных, необходимая валидация и согласование технических параметров.
Необходимо предоставить сведения о характеристиках сточных вод углехимических производств.
Передайте данные по отдельным потокам сточных вод
По возможности укажите источник, характеристики воды, её удельный поток, существующие методы очистки, цели повторного использования, а также требования к конечному состоянию рассола, маточного раствора, соли или твердых отходов для каждого потока. Plum сначала проанализирует полноту предоставленной информации и те участки технологической схемы, где возможна оценка с применением мембранных технологий.
Предоставленная информация используется исключительно для предварительной оценки проекта. Она не подразумевает каких-либо обязательств относительно извлечения компонентов, качества очищенной воды, параметров фракционирования соли, её качества, энергопотребления, объема поставок или сроков реализации проекта.