高密度沉淀池在煤化工循环水排污水处理工艺中的应用与分析

关晓楠

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

引言

我国现存的某煤制烯烃技术项目，将褐煤作为原材料生产制造168 万t/a 的甲醇产品，继而借由对MTP 技术的运用，将甲醇物质转化处理成烯烃类物质，并进一步生产获取到46 万t/a 的以聚丙烯为典型代表的最终产品。项目运行过程中涉及的化工生产技术空间区域内，设置包含有煤气化主工艺生产装置、净化主工艺生产装置（包含变换处理技术设备、酸性气脱除处理技术设备，以及硫回收处理技术设备）、甲醇合成主工艺生产装置、甲醇制烯烃主工艺生产装置，以及聚丙烯主工艺生产装置等5 套主工艺生产装置；同时还设置有3 套空分装置。同时，设置有1 套共用性的大循环水技术系统，其设计循环水量技术参数项目数值为81 000 m3/h，用户换热器设备数量设置为567 台，工艺侧需要运用的介质类物质，包含一氧化碳、氢气、硫化氢、烃类、二氧化碳及油类、煤渣水等，且由于实际安装配置的不同换热器设备在大小规模、生产制造材质，以及运行过程温度技术参数与压力技术参数设置状态方面存在显著差异，其在实际运行使用过程中极易引致发生物料泄漏，或者是持续性的微漏现象，客观上引致循环水技术系统内部水质成分高度复杂，各类相关技术指标波动幅度相对较大，在控制维持技术系统运行过程稳定性方面需要面对较大难度。

1 高密度沉淀池技术处理工艺概述

所谓高密度沉淀池处理技术，最早产生于20 世纪90 年代，是在机械加速澄清池处理技术基础之上发展形成的第三代水处理技术[1]。

以德利满高密度沉淀池处理技术、威立雅高密度沉淀池处理技术，以及西门子高密度沉淀池处理技术作为典型代表，其在实际运用过程中涉及的主要药物制剂有混凝剂类物质（聚合硫酸铁PFS/聚合氯化铝PAC）和絮凝剂类物质（聚丙烯酰胺PAM），其主要特点，沉淀物生成速率相对较低，技术设备系统安装区域占地面积相对较小、出水部位水质表现状态相对较好，以及抗冲击技术作用能力相对较强等。与此同时，借由对澄清池污泥回流至絮凝池技术工艺表现类型的运用，提升了污泥的浓度和处理技术的推进效率，其对各类相关性化学药物制剂的使用消耗数量相对较少，技术环节运行过程经济成本相对较低，被广泛运用于饮用水/生活用水预处理、污水回用深度处理等领域，且能获得理想的技术应用效果[2-3]。

2 高密度沉淀池的工艺设计

2.1 设计进水水量及水质

参考结合技术系统内部的水质现状，以及后续循环水在特殊时期内的应急性运行技术工况表现，具体将高密度沉淀池的设计进水水量参数项目设置成560.00 m3/h。

煤化工企业废水主要来源于循环水排污水、砂滤技术系统反洗废水，以及下游位置回用水技术装置反洗废水。设计进水水质参数参见表1。

表1 高密度沉淀池设计进水水质参数分布

2.2 设计产水水质（见表2）

表2 高密度沉淀池设计产水水质参数分布

2.3 处理工艺流程（见图1）

图1 高密度沉淀池一体化技术工艺流程示意图

2.4 工艺参数

2.4.1 石灰前混池

规格参数为3.075 m×2.70 m×7.50 m，其有效水深参数为6.30 m，其结构形式为钢筋混凝土结构。石灰前混池的主要功能，在于向处理前的循环水排污水之中添加适当数量的石灰，从而将其pH 值调节控制在10.50～11.00。

2.4.2 纯碱前混池

规格参数为3.075 m×2.70 m×7.50 m，其有效水深参数为6.30 m，其结构形式为钢筋混凝土结构。纯碱前混池发挥的主要功能，在于向已经完成pH 值提升处理环节的循环水排污水物质内部添加适当数量的纯碱和混凝剂类物质，控制实际产水上清液内部钙元素、镁元素质量浓度控制在100.00mg/L～150.00mg/L，实际选择使用的混凝剂物质为液体PFS 物质（原液），其投加过程中的质量浓度控制在100.00 mg/L～150.00 mg/L。

2.4.3 絮凝池

絮凝池规格参数为5.65 m×8.25 m×7.50 m，其有效水深参数为6.30 m，结构形式为钢筋混凝土结构。絮凝池发挥的主要功能，在于向来水中添加适量的絮凝剂，将搅拌过程的停留时间参数项目控制在30.00 min～60.00 min，要将搅拌机设置在变频控制状态，具体选择运用的絮凝剂类物质为阴离子PAM 物质，药剂配制质量分数介于0.1%～0.2%，投加质量浓度介于0.40 mg/L～1.50 mg/L（粉料）。

2.4.4 澄清池

澄清池规格参数为15.00 m×15.00 m×7.50 m，其有效水深参数为6.76 m，其结构形式为钢筋混凝土结构，泥位计位置参数为0.90 m/1.90 m/2.90 m。刮泥机设备叶轮外源线速度参数为4.00 m/min，斜管倾斜角度参数为60.00°，上升流速参数介于3.00 mm/s～4.00 mm/s，运行泥位控制参数控制水平介于0.90 m～1.90 m。

2.4.5 后混池

后混池规格参数为4.50 m×2.50 m×4.30 m，其有效水深参数为3.20 m，其结构形式为钢筋混凝土结构。其发挥的主要功能，在于将澄清斜管区溢流过来的上清液物质全面且充分地收集起来，投加使用适当数量的浓硫酸物质，将pH 值控制到7.00～8.50，控制其碱度≤150.00 mg/L。

2.4.6 调节池

调节池规格参数为4.50 m×9.20 m×7.30 m，其有效水深参数为6.20 m，其结构形式为钢筋混凝土结构。调节池发挥的主要技术功能，在于全面有效收集后混池产水，并且借由多介质给水泵设备将收集获取的产水输送给后续的回用水双膜处理技术工序。

3 结语

综合梳理现有研究成果可以知道，高密度沉淀池在煤化工企业组织循环水排污水处理技术工艺流程中的运用，主要特点在于冲击技术能力较强、处理结束后水质表现状态高度稳定，以及综合性技术效果获取状态良好等，其能够支持针对高浓度状态排污水的连续性和稳定性处理技术目标，支持确保循环水技术系统内部的水质长期处在良好状态，维持煤化工企业主工艺技术系统的长周期运行技术状态和高负荷运行技术状态，缩减技术系统运行过程的经济成本支出水平，规避间接性经济损失问题发生，支持获取良好经济效益。