โฮตสป็อตโฟกัส - การนําเข้าเทคโนโลยีการปล่อยเชื้อและกรณีทั่วไปของน้ําเสียเคมีถ่านหิน

1、การพัฒนาอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินในประเทศจีน

กระบวนการทางเคมีของถ่านหินเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมในการแปลงถ่านหินให้เป็นผลิตภัณฑ์ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง หรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป จากนั้นจึงนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์เคมีและพลังงานต่อไป ซึ่งรวมถึงการทำถ่านโค้ก การเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นก๊าซ การทำให้ถ่านหินเป็นของเหลว เป็นต้น

การเผาถ่านโค้กเป็นวิธีแรกสุดและยังคงสำคัญที่สุดในการแปรรูปถ่านหินด้วยสารเคมี วัตถุประสงค์หลักคือการผลิตถ่านโค้กจากโลหะ ขณะเดียวกันก็ผลิตผลพลอยได้ เช่น ก๊าซถ่านหินและไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก เช่น เบนซิน โทลูอีน ไซลีน แนฟทาลีน เป็นต้น

การเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซยังมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน ซึ่งใช้สำหรับการผลิตก๊าซในเมืองและก๊าซเชื้อเพลิงต่างๆ (ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องจักรและวัสดุก่อสร้าง) เป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่เอื้อต่อการปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพของผู้คนและการปกป้องสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตก๊าซสังเคราะห์ (เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์แอมโมเนีย เมทานอล ฯลฯ) และเป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น เชื้อเพลิงเหลว

การทำให้ถ่านหินเป็นของเหลวโดยตรง หรือที่เรียกอีกอย่างว่าการทำให้ถ่านหินเป็นของเหลวด้วยไฮโดรจิเนชันแรงดันสูง สามารถผลิตปิโตรเลียมเทียมและผลิตภัณฑ์เคมีได้ ในช่วงเวลาที่มีการขาดแคลนน้ำมัน ผลิตภัณฑ์จากการทำให้ถ่านหินเป็นของเหลวสามารถทดแทนน้ำมันธรรมชาติในปัจจุบันได้

ลักษณะเด่นของแหล่งพลังงานของจีนคือ "ขาดแคลนน้ำมันและก๊าซ มีทรัพยากรถ่านหินค่อนข้างมาก" และราคาถ่านหินค่อนข้างต่ำ อุตสาหกรรมเคมีถ่านหินในจีนกำลังเผชิญกับความต้องการตลาดและโอกาสในการพัฒนาที่มหาศาล

อุตสาหกรรมเคมีถ่านหินใหม่จะมีบทบาทสำคัญในการใช้พลังงานอย่างยั่งยืนในประเทศจีน และถือเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอีก 20 ปีข้างหน้า ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งสำหรับจีนในการลดมลภาวะทางสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหิน ลดการพึ่งพาการนำเข้าน้ำมัน และรับประกันความมั่นคงด้านพลังงาน

อุตสาหกรรมเคมีถ่านหินใหม่ผลิตพลังงานสะอาดและผลิตภัณฑ์ที่สามารถทดแทนปิโตรเคมีเป็นหลัก เช่น ก๊าซธรรมชาติ ดีเซล น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าดเครื่องบิน ก๊าซปิโตรเลียมเหลว วัตถุดิบเอทิลีน วัตถุดิบโพลีโพรพิลีน เชื้อเพลิงทางเลือก (เมทานอล ไดเมทิลอีเธอร์) ฯลฯ เมื่อรวมเข้ากับเทคโนโลยีพลังงานและเคมีแล้ว สามารถก่อตัวเป็นอุตสาหกรรมใหม่ของการบูรณาการทางเคมีของพลังงานถ่านหินได้

ปัจจุบัน โครงการเคมีถ่านหินใหม่ในประเทศจีนกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและเติบโตอย่างรวดเร็วทุกที่ ในซินเจียงเพียงแห่งเดียวมีโครงการถ่านหินเป็นก๊าซธรรมชาติที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างหรือวางแผนไว้ 14 โครงการ ตามสถิติที่ไม่สมบูรณ์ กำลังการผลิตถ่านหินเป็นโอเลฟินที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและวางแผนไว้ในประเทศจีนได้ถึง 28 ล้านตัน ถ่านหินเป็นน้ำมันได้ถึง 40 ล้านตัน ถ่านหินเป็นก๊าซธรรมชาติเข้าใกล้ 150 พันล้านลูกบาศก์เมตร และถ่านหินเป็นเอทิลีนไกลคอลเกิน 5 ล้านตัน เมื่อโครงการทั้งหมดเหล่านี้เสร็จสิ้น จีนจะกลายเป็นผู้ผลิตอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินใหม่รายใหญ่ที่สุดในโลก

2、ความสำคัญของการไม่ปล่อยน้ำเสียเคมีจากถ่านหินเลย

2.1 การอนุรักษ์น้ำ

อุตสาหกรรมเคมีถ่านหินใหม่ใช้ปริมาณน้ำมหาศาล สำหรับโครงการเคมีถ่านหินขนาดใหญ่ การใช้น้ำต่อผลิตภัณฑ์หนึ่งตันอยู่ที่มากกว่าสิบตัน และการใช้น้ำประจำปีมักจะสูงถึงสิบล้านลูกบาศก์เมตร การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินได้กระตุ้นให้เกิดความไม่สมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของทรัพยากรน้ำในภูมิภาค ทรัพยากรถ่านหินของจีนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในภาคเหนือและตะวันตกเฉียงเหนือ ซึ่งทรัพยากรน้ำขาดแคลนอย่างรุนแรง ในปัจจุบัน ข้อพิพาทเรื่องสิทธิในการใช้น้ำเกิดขึ้นในพื้นที่เหล่านี้ หากสถานการณ์นี้ยังคงดำเนินต่อไป จะส่งผลกระทบต่อการพัฒนาปกติของอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมในท้องถิ่น และยังนำมาซึ่งปัญหาสังคมมากมายอีกด้วย

การระบายน้ำเสียเคมีจากถ่านหินให้เป็นศูนย์และการนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่สูงสุดสามารถช่วยประหยัดทรัพยากรน้ำและบรรเทาปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำที่รุนแรงได้

2.2 การปกป้องสิ่งแวดล้อมทางนิเวศวิทยาและหลีกเลี่ยงมลภาวะทางน้ำและน้ำใต้ดิน

บริษัทเคมีถ่านหินใช้ปริมาณน้ำเป็นจำนวนมาก และน้ำเสียที่ปล่อยออกมาส่วนใหญ่มาจากกระบวนการต่างๆ เช่น การเผาถ่าน การฟอกก๊าซ และการรีไซเคิลและกลั่นผลิตภัณฑ์เคมี น้ำเสียประเภทนี้มีปริมาณมากและมีคุณภาพน้ำที่ซับซ้อน โดยมีสารมลพิษอินทรีย์จำนวนมาก เช่น ฟีนอล กำมะถัน และแอมโมเนีย รวมถึงสารมลพิษที่เป็นพิษ เช่น ไบฟีนิล ไพริดีนอินโดล และควิโนลีน ซึ่งเป็นพิษสูง ในพื้นที่ที่มีทรัพยากรถ่านหินมากมาย เช่น ภูมิภาคอีหลี่ในซินเจียง หนิงเซี่ย มองโกเลียใน และแหล่งผลิตสารเคมีถ่านหินอื่นๆ การดำเนินการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์สามารถปกป้องสิ่งแวดล้อมทางนิเวศวิทยาได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงมลพิษทางน้ำและน้ำใต้ดิน

2.3 ความสำคัญของการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์

การปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ หมายถึง การบำบัดน้ำเสียจากการผลิต น้ำเสีย และน้ำเสียสะอาดที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน ซึ่งทั้งหมดนี้จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่โดยไม่ปล่อยน้ำเสียออกสู่ภายนอก ซึ่งเรียกว่า "การปล่อยมลพิษเป็นศูนย์" สำหรับโครงการเคมีถ่านหินที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างหรือวางแผนไว้ในภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือ "การปล่อยมลพิษเป็นศูนย์" ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยแก้ปัญหาทรัพยากรน้ำบางส่วนเท่านั้น แต่ยังไม่ก่อให้เกิดมลพิษและความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศในท้องถิ่นอีกด้วย

3、 ลักษณะเฉพาะของน้ำเสียจากการผลิตก๊าซถ่านหิน

แหล่งที่มาและลักษณะของน้ำเสียจากการผลิตก๊าซ: ในระหว่างการผลิตก๊าซถ่านหิน ไนโตรเจน กำมะถัน คลอรีน และโลหะบางส่วนที่มีอยู่ในถ่านหินจะถูกแปลงเป็นแอมโมเนีย ไซยาไนด์ และสารประกอบโลหะบางส่วนระหว่างการผลิตก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์ทำปฏิกิริยากับไอน้ำเพื่อผลิตกรดฟอร์มิกจำนวนเล็กน้อย ซึ่งจากนั้นจะทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียเพื่อผลิตกรดฟอร์มิกแอมโมเนีย สารอันตรายเหล่านี้ส่วนใหญ่จะละลายในน้ำล้าง น้ำล้างก๊าซ น้ำแยกหลังจากแยกไอน้ำ และการระบายถังระหว่างกระบวนการผลิตก๊าซ และบางส่วนจะถูกระบายออกระหว่างการทำความสะอาดท่ออุปกรณ์

สำหรับเทคโนโลยีการผลิตก๊าซถ่านหินในปัจจุบันมี 3 ประเภทหลักๆ ได้แก่ แบบเตียงคงที่ แบบเตียงฟลูอิไดซ์ และแบบเตียงฟลูอิไดซ์ สำหรับประเภทของเตาเผา มีหลายประเภท เช่น เตาเผาก๊าซแบบเตียงคงที่ เตาหลอมเถ้า เตาเผา Texaco และเตาเผา Ende คุณภาพน้ำที่ระบายออกของกระบวนการผลิตก๊าซแบบเตียงคงที่ แบบเตียงฟลูอิไดซ์ และแบบเตียงฟลูอิไดซ์ แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้:

4、เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียจากการผลิตก๊าซถ่านหิน

4.1 คุณภาพน้ำของน้ำเสียจากการผลิตก๊าซถ่านหินภายหลังการกู้คืนแอมโมเนียฟีนอล

น้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการก๊าซซิฟิเคชั่นทั้งสามกระบวนการมีปริมาณแอมโมเนียสูง ปริมาณฟีนอลที่ผลิตโดยกระบวนการถังคงที่นั้นสูง ในขณะที่อีกสองกระบวนการนั้นค่อนข้างต่ำ กระบวนการถังคงที่มีปริมาณทาร์สูง ในขณะที่อีกสองกระบวนการนั้นมีปริมาณทาร์ต่ำกว่า สารประกอบกรดฟอร์มิกที่ผลิตในกระบวนการเตาเผาไหลของก๊าซนั้นค่อนข้างสูง ในขณะที่อีกสองกระบวนการนั้นไม่ผลิตมากนัก ไซยาไนด์ถูกผลิตในทั้งสามกระบวนการ กระบวนการถังคงที่ผลิตมลพิษอินทรีย์ COD มากที่สุดและก่อให้เกิดมลพิษรุนแรงที่สุด ในขณะที่อีกสองกระบวนการนั้นมีมลพิษน้อยกว่า

น้ำเสียจากกระบวนการทั้งสามข้างต้นไม่สามารถผ่านการบำบัดทางชีวเคมีโดยตรงได้หากไม่ได้ผ่านการบำบัดเบื้องต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีปริมาณแอมโมเนียสูงและมีปริมาณฟีนอลสูงในเตาเผา Lurgi

สำหรับน้ำเสียจากเตา Lurgi จำเป็นต้องใช้เครื่องกู้คืนแอมโมเนียฟีนอลสำหรับการบำบัดเบื้องต้นและการกู้คืน น้ำเสียจากกระบวนการก๊าซซิฟิเคชันจากกระบวนการฟลูอิไดซ์เบดและฟลูอิไดซ์เบดจำเป็นต้องมีการบำบัดเบื้องต้นด้วยการกู้คืนแอมโมเนีย คุณภาพน้ำของน้ำเสียแต่ละชนิดหลังการบำบัดเบื้องต้นเป็นดังนี้:

4.2 กระบวนการบำบัดน้ำเสียด้วยชีวเคมีจากการเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซ (กระบวนการแบบเตียงคงที่)

ความเข้มข้นของ CODcr ในน้ำเสียจากกระบวนการก๊าซซิฟิเคชันจากกระบวนการแยกตะกอนคงที่นั้นสูง ซึ่งจัดอยู่ในน้ำเสียอินทรีย์และมีแอมโมเนียไนโตรเจนและฟีนอลในปริมาณมาก มีสีและลักษณะเฉพาะดังต่อไปนี้:

(1) ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในน้ำเสียสูง โดยมีค่า B/C ประมาณ 0.33 และสามารถใช้เทคโนโลยีบำบัดทางชีวเคมีได้

(2) น้ำเสียมีสารอินทรีย์ที่ดื้อต่อปฏิกิริยา เช่น โมโนฟีนอล โพลีฟีนอล และสารอื่นๆ ที่มีวงแหวนเบนซินและเฮเทอโรไซเคิล ซึ่งมีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในระดับหนึ่ง สารเหล่านี้สลายตัวได้ยากในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจน และต้องเปิดวงแหวนและย่อยสลายในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน/ไม่มีออกซิเจน

(3) ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียสูง ทำให้ยากต่อการบำบัด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้กระบวนการบำบัดที่มีความสามารถในการไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันสูง เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยการเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซ

(4) น้ำเสียประกอบด้วยน้ำมันลอยตัว น้ำมันกระจาย น้ำมันอิมัลชัน และสารน้ำมันที่ละลายอยู่ โดยส่วนประกอบหลักของน้ำมันที่ละลายอยู่คือสารประกอบอะโรมาติก เช่น ฟีนอล น้ำมันอิมัลชันต้องถูกกำจัดออกด้วยวิธีการลอยตัวด้วยอากาศ ในขณะที่สารฟีนอลิกที่ละลายน้ำได้ต้องถูกกำจัดออกด้วยวิธีทางชีวเคมีและการดูดซับ

(5) มีสารยับยั้งที่เป็นพิษ เช่น ฟีนอล โพลีฟีนอล และแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสีย จึงจำเป็นต้องปรับปรุงความสามารถในการต่อต้านพิษของจุลินทรีย์ผ่านการทำให้เชื่อง และเลือกกระบวนการที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อผลกระทบของระบบ

(6) ผลกระทบจากการปล่อยน้ำเสียผิดปกติ เมื่อมีปัญหาในกระบวนการผลิต อาจนำไปสู่การปล่อยสารมลพิษที่มีความเข้มข้นสูงในน้ำเสียผิดปกติ ซึ่งไม่สามารถเข้าสู่ระบบบำบัดทางชีวเคมีโดยตรงได้ และจำเป็นต้องมีมาตรการ เช่น การควบคุมอุบัติเหตุ

(7) น้ำเสียมีสีสันสูงและมีสารบางชนิดที่มีกลุ่มสร้างสีอยู่

ดังนั้น เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของน้ำเสียจากกระบวนการบำบัดน้ำเสีย จึงเลือกกระบวนการบำบัดทางชีวเคมีที่เน้นการกำจัด CODcr, BOD5, แอมโมเนียไนโตรเจน ฯลฯ เป็นหลัก (โดยพิจารณาจากไนเตรตและดีไนเตรตเป็นหลัก) สำหรับน้ำเสียจากกระบวนการ เลือกกระบวนการบำบัดเบื้องต้นที่เน้นการกำจัดน้ำมันและกำจัดสีเป็นหลัก และเลือกกระบวนการปรับปรุงหลังการบำบัดที่เน้นการบำบัดทางกายภาพและเคมีเป็นหลัก กระบวนการที่นำมาใช้มีดังนี้:

4.3 กระบวนการบำบัดทางชีวเคมีสำหรับน้ำเสียจากกระบวนการก๊าซซิฟิเคชัน (ฟลูอิไดซ์เบดและฟลูอิไดซ์เบด)

น้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการฟลูอิไดซ์เบดและกระบวนการฟลูอิไดซ์เบดมีค่า COD ต่ำและคุณสมบัติทางชีวเคมีที่ดี (โดยเฉพาะน้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการฟลูอิไดซ์เบด) คุณสมบัติหลักของน้ำเสียเหล่านี้คือไนโตรเจนแอมโมเนียสูง และควรเลือกกระบวนการบำบัดที่มีผลไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันที่ดี

อย่างไรก็ตาม การบำบัดทางชีวเคมีจะกำจัดได้เฉพาะสารมลพิษอินทรีย์ น้ำมัน แอมโมเนีย ฟีนอล ไซยาไนด์ ฯลฯ ออกจากน้ำเสียเท่านั้น และไม่สามารถกำจัดเกลือออกจากน้ำเสียได้

5、 การปล่อยน้ำเสียจากการผลิตก๊าซถ่านหินเป็นศูนย์

5.1 การจำแนกประเภทการระบายสารเคมีจากถ่านหิน

การระบายของอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินในระหว่างการผลิต ได้แก่ น้ำเสียจากการผลิต น้ำเสียในครัวเรือน น้ำเสียสะอาด น้ำฝนเบื้องต้น ฯลฯ น้ำเสียจากการผลิตหลักคือน้ำเสียจากการก๊าซ น้ำเสียสะอาดส่วนใหญ่มาจากการระบายน้ำหมุนเวียนและน้ำเกลือเข้มข้นที่ระบายจากสถานีการกำจัดเกลือ น้ำฝนเบื้องต้นส่วนใหญ่จะถูกเก็บรวบรวมในช่วงสิบนาทีแรกของพื้นที่ปนเปื้อน

ปริมาณน้ำที่มากกว่าในระบบระบายน้ำที่กล่าวมาข้างต้นคือน้ำเสียสะอาดและน้ำเสียจากการผลิต โดยทั่วไปถือว่ามีการรวบรวมน้ำเสียสะอาดแยกจากน้ำเสียจากการผลิต น้ำเสียจากครัวเรือน น้ำฝนขั้นต้น ฯลฯ ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ น้ำสะอาดและน้ำเสีย

5.2 การนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่

กระบวนการผลิตสารเคมีจากถ่านหินต้องใช้น้ำหมุนเวียนในปริมาณมาก และสถานีน้ำหมุนเวียนมักมีขนาดใหญ่ จึงต้องใช้น้ำเสริมในปริมาณมาก เมื่อพิจารณาการนำน้ำเสียสะอาดและน้ำเสียจากการบำบัดน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ โดยทั่วไปจะพิจารณานำกลับมาใช้ใหม่เป็นน้ำเสริมสำหรับสถานีน้ำหมุนเวียน

แม้ว่าน้ำเสียจากโรงบำบัดน้ำเสียจะกำจัดสารมลพิษอินทรีย์ แอมโมเนีย ฟีนอล และสารอื่นๆ ได้เป็นจำนวนมาก แต่ปริมาณเกลือในน้ำเสียไม่ได้ลดลง ปริมาณเกลือในน้ำเสียที่สะอาดและน้ำเกลือเข้มข้นจากสถานีกำจัดเกลือโดยทั่วไปจะสูงกว่าน้ำดิบ 4-5 เท่า ดังนั้น เพื่อนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ จำเป็นต้องทำการบำบัดด้วยการกำจัดเกลือ มิฉะนั้น เกลือจะหมุนเวียนและสะสมอยู่ในระบบ

5.3 ประเภทกระบวนการนำน้ำที่ผ่านการบำบัดกลับมาใช้ใหม่

ปัจจุบัน กระบวนการกำจัดเกลือออกจากน้ำที่นำมาใช้ในประเทศจีน ได้แก่ การกำจัดเกลือโดยใช้สารเคมี (เช่น การกำจัดเกลือโดยการแลกเปลี่ยนไอออน) เทคโนโลยีการแยกเมมเบรน การบำบัดน้ำโดยการกลั่น การกำจัดเกลือออกจากน้ำ และกระบวนการกำจัดเกลือที่รวมเอาวิธีการกำจัดเกลือโดยใช้เมมเบรนและการแลกเปลี่ยนไอออนเข้าด้วยกัน

(1) กระบวนการกำจัดเกลือด้วยการแลกเปลี่ยนไอออน

เทคโนโลยีการบำบัดน้ำด้วยการแลกเปลี่ยนไอออนนั้นค่อนข้างสมบูรณ์และเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีปริมาณเกลือในน้ำต่ำ อย่างไรก็ตาม เมื่อทำการบำบัดน้ำที่มีคลอไรด์สูง เกลือสูง ความกระด้างสูง น้ำกร่อย และน้ำทะเล เทคโนโลยีนี้มีข้อเสียคือต้องใช้กรดและด่างจำนวนมากในระหว่างการสร้างเรซินใหม่ และทำให้สิ่งแวดล้อมปนเปื้อนด้วยของเหลวที่ถูกปล่อยออกมา

(2) กระบวนการแยกเกลือด้วยเมมเบรน

ด้วยความก้าวหน้าของการวิจัยเมมเบรน เทคโนโลยีการแยกเมมเบรนจึงพัฒนาอย่างรวดเร็ว และสาขาการใช้เมมเบรนก็กว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ เมมเบรนได้กลายเป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรม โดยมีข้อดีคือใช้งานง่าย อุปกรณ์กะทัดรัด สภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัย ประหยัดพลังงานและประหยัดสารเคมี กระบวนการแยกหลักคือเทคโนโลยีออสโมซิสย้อนกลับ และเทคโนโลยีการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันและการกรองละเอียดใช้เป็นกระบวนการบำบัดเบื้องต้นสำหรับออสโมซิสย้อนกลับ สามารถรวมเข้ากับกระบวนการต่างๆ ได้ตามคุณภาพน้ำที่แตกต่างกันของน้ำดิบ

(3) กระบวนการแยกเกลือโดยใช้วิธีเมมเบรนและวิธีการแลกเปลี่ยนไอออน

ระบบการแยกเกลือออกจากน้ำที่ประกอบด้วยวิธีเมมเบรนออสโมซิสย้อนกลับและวิธีการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นระบบบำบัดน้ำแยกเกลือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ในระบบนี้ ออสโมซิสย้อนกลับทำหน้าที่เป็นระบบการแยกเกลือออกจากน้ำเบื้องต้นเพื่อแลกเปลี่ยนไอออน โดยกำจัดเกลือมากกว่า 95% และสิ่งเจือปนอื่นๆ เช่น คอลลอยด์ สารอินทรีย์ แบคทีเรีย ฯลฯ ออกจากน้ำดิบ เกลือที่เหลืออยู่ในน้ำที่ผลิตจากออสโมซิสย้อนกลับจะถูกกำจัดออกผ่านระบบแลกเปลี่ยนไอออนที่ตามมา

5.4 การเลือกกระบวนการนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่

น้ำผสมจากโรงงานบำบัดน้ำเสียและน้ำเสียที่สะอาดจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ โดยมีปริมาณน้ำโดยทั่วไปค่อนข้างมากและมีปริมาณเกลือต่ำระหว่าง 1,000-3,000 มก./ล. หากใช้วิธีกลั่นโดยตรง จะต้องให้ความร้อนในปริมาณมากและสิ้นเปลืองพลังงาน ซึ่งไม่เหมาะสม เนื่องจากมีสารมลพิษอินทรีย์บางชนิดในน้ำเสีย การใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนอาจทำให้เรซินอุดตัน นอกจากนี้ เนื่องจากข้อกำหนดคุณภาพน้ำสำหรับน้ำรีไซเคิลไม่สูง การแลกเปลี่ยนไอออนจึงไม่เหมาะสม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการแยกเมมเบรนและกระบวนการผลิตเมมเบรน อายุการใช้งานของเมมเบรนจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และราคาก็ลดลงอย่างต่อเนื่อง การใช้เมมเบรนได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ขอแนะนำให้ให้ความสำคัญกับการใช้เมมเบรนคู่ (อัลตราฟิลเตรชั่น + ออสโมซิสย้อนกลับ) ในกระบวนการหลักของการนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ และให้บำบัดน้ำเสียล่วงหน้าตามลักษณะคุณภาพน้ำที่แตกต่างกันเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขสำหรับการใช้เมมเบรนคู่

5.5 ความเข้มข้นของเมมเบรนน้ำเค็ม

บริษัทหลายแห่งทั้งในและต่างประเทศกำลังศึกษาวิจัยวิธีการทำให้น้ำเกลือเข้มข้นด้วยเมมเบรนอีกครั้งโดยใช้วิธีเมมเบรนสองชั้นเพื่อให้ได้ปริมาณเกลือ 60,000 ถึง 80,000 มก./ล. เพื่อเพิ่มปริมาณเกลือในน้ำเสียให้ได้มากที่สุด ลดขนาดเครื่องระเหยที่ตามมา ลดการลงทุน และประหยัดพลังงาน

กระบวนการที่ใช้กันทั่วไปในระดับนานาชาติ ได้แก่ กระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรน HERO ของ Aquatech กระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรนนาโนฟิลเตรชั่นของ GE กระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรน OPUS ของ Veolia และกระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรนแบบสั่นของ Maiwang กระบวนการดังกล่าวประสบความสำเร็จในการทำให้เข้มข้นเกลือในต่างประเทศ บริษัทในประเทศบางแห่งยังทำการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรน แต่ปัจจุบันยังไม่มีผลงานหรือตัวอย่างทางวิศวกรรมใดๆ เกี่ยวกับการใช้งานกระบวนการดังกล่าว

5.6 การระเหย

เมื่อความเข้มข้นของเกลือถึง 60,000 ถึง 80,000 มก./ล. ในน้ำเกลือเข้มข้นแล้ว จะมีการระเหย ในต่างประเทศ กระบวนการระเหยน้ำเสียโดยทั่วไปจะใช้ "เทคโนโลยีการระเหยแบบหมุนเวียนด้วยการบีบอัดไอน้ำเชิงกลแบบฟิล์มตก" ซึ่งปัจจุบันเป็นวิธีการทางเทคนิคที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูงสุดในการบำบัดน้ำเสียที่มีเกลือสูงในโลก เมื่อใช้เทคโนโลยีการระเหยแบบหมุนเวียนด้วยการบีบอัดเชิงกลเพื่อบำบัดน้ำเสีย พลังงานความร้อนที่จำเป็นสำหรับการระเหยน้ำเสียส่วนใหญ่มาจากพลังงานความร้อนที่ปลดปล่อยหรือแลกเปลี่ยนระหว่างการควบแน่นด้วยไอน้ำและการทำความเย็นด้วยคอนเดนเสท ในระหว่างการทำงาน จะไม่มีการสูญเสียความร้อนแฝง พลังงานเดียวที่ใช้ไประหว่างการทำงานคือปั๊มน้ำ เครื่องอัดไอน้ำ และระบบควบคุมที่ขับเคลื่อนการหมุนเวียนและการไหลของน้ำเสีย ไอ และคอนเดนเสทในเครื่องระเหย

เมื่อใช้ไอน้ำเป็นพลังงานความร้อน จำเป็นต้องใช้พลังงานความร้อน 554 กิโลแคลอรีในการระเหยน้ำทุกกิโลกรัม เมื่อใช้เทคโนโลยีการระเหยแบบอัดเชิงกล การใช้พลังงานทั่วไปในการบำบัดน้ำเสียที่มีเกลือ 1 ตันคือไฟฟ้า 20 ถึง 30 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้พลังงานความร้อนเพียง 28 กิโลแคลอรีหรือต่ำกว่าในการระเหยน้ำ 1 กิโลกรัม ประสิทธิภาพของเครื่องระเหยแบบอัดเชิงกลเพียงเครื่องเดียวนั้นเทียบได้กับระบบการระเหยหลายผลแบบ 20 ผลในทางทฤษฎี การใช้เทคโนโลยีการระเหยหลายผลสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ แต่จะเพิ่มการลงทุนในอุปกรณ์และความซับซ้อนในการดำเนินงาน เครื่องระเหยโดยทั่วไปสามารถเพิ่มปริมาณเกลือในน้ำเสียได้มากกว่า 20% โดยปกติจะส่งไปยังบ่อระเหยเพื่อการระเหยและการตกผลึกตามธรรมชาติ หรืออีกทางหนึ่ง สามารถส่งไปยังเครื่องตกผลึกเพื่อการตกผลึกและทำให้แห้งเป็นของแข็ง จากนั้นจึงส่งไปกำจัด

6、 บทนำสู่กรณีศึกษาโครงการการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ในประเทศ

โครงการถ่านหินเป็นก๊าซธรรมชาติขนาด 2 พันล้านลูกบาศก์เมตรของ Yili Xintian

Ø โครงการปุ๋ย Tuke ระยะที่ 1 ของบริษัท Ordos Energy and Chemical Co., Ltd. ซึ่งเป็นถ่านหินขนาดกลาง โดยมีผลผลิตแอมโมเนียสังเคราะห์ 1 ล้านตันและยูเรีย 1.75 ล้านตันต่อปี

Ø China Power Investment Corporation Yinan 3 × 2 พันล้าน Nm 3/a โครงการถ่านหินเป็นก๊าซธรรมชาติระยะที่ 1 โครงการ 2 พันล้าน Nm 3/a

โครงการแปรรูปถ่านหินเหลวโดยตรง Shenhua

ผลการดำเนินงานโครงการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์

6.1 โครงการ Yili Xintian การผลิตประจำปี 2 พันล้านลูกบาศก์เมตรจากถ่านหินเป็นก๊าซธรรมชาติ (การว่าจ้างทั่วไป)

Ø กระบวนการก๊าซซิฟิเคชัน: เทคโนโลยีการผลิตก๊าซแบบเตียงคงที่ที่มีแรงดันจากถ่านหินบด (เตา Luqi) 

Ø ผลิตภัณฑ์โครงการ: การผลิตก๊าซธรรมชาติประจำปี 2 พันล้าน Nm 3

Ø เนื้อหาระบบบำบัดน้ำเสีย:

โรงบำบัดน้ำเสีย : 1200m3/ชม.

การนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่:

① หน่วยการนำน้ำเสียทางชีวเคมีกลับมาใช้ใหม่: 1200m3/ชม.

② หน่วยการนำน้ำเสียที่มีเกลือกลับมาใช้ใหม่: 1,200 ม3/ชม.

③ หน่วยการระเหยหลายผล: 300m3/ชม.

6.2 โครงการ Tuke Fertilizer (EPC) จากถ่านหินคุณภาพปานกลาง Ordos Energy and Chemical Co., Ltd

Ø กระบวนการก๊าซซิฟิเคชัน: เทคโนโลยีก๊าซซิฟิเคชันด้วยความดันสำหรับตะกรันถ่านหินบด (BGL)

Ø ผลิตภัณฑ์โครงการ: แอมโมเนียสังเคราะห์ 1 ล้านตัน/ปี และยูเรีย 1.75 ล้านตัน/ปี

Ø เนื้อหาระบบบำบัดน้ำเสีย:

โรงบำบัดน้ำเสีย : 360m3/ชม.

อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้ว: 1200m3/ชม.

เครื่องบำบัดน้ำเกลือเข้มข้น : 200m3/ชม.

เทคโนโลยีการประมวลผล:

ขั้นตอนการบำบัดน้ำเสีย

6.3 China Power Investment Corporation Yinan 3 × 2 พันล้าน Nm 3/a โครงการถ่านหินเป็นก๊าซธรรมชาติ ระยะที่ 1 โครงการ 2 พันล้าน Nm 3/a (การออกแบบโดยรวม + การออกแบบพื้นฐาน)

กระบวนการก๊าซซิฟิเคชัน: เทคโนโลยีก๊าซซิฟิเคชันแบบฟลูอิไดซ์เบดออกซิเจนบริสุทธิ์ (เตา GSP)

Ø ผลิตภัณฑ์โครงการ: การผลิตก๊าซธรรมชาติประจำปี 2 พันล้าน Nm 3

Ø เนื้อหาระบบบำบัดน้ำเสีย:

โรงบำบัดน้ำเสีย : 280m3/ชม.

อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้ว: 900m3/ชม.

เครื่องบำบัดน้ำเกลือเข้มข้น : 120m 3/ชม. 

Ø เทคโนโลยีการประมวลผล:

อุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย: การบำบัดเบื้องต้น + ชีวเคมีรอง + การบำบัดขั้นสูง

อุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย: การบำบัดเบื้องต้น + การกรองด้วยอัลตราฟิลเตรชั่น + การออสโมซิสย้อนกลับ

อุปกรณ์บำบัดน้ำเกลือเข้มข้น: การทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรน+การตกผลึกระเหย

6.4 โครงการแปรรูปถ่านหินเซินหัวให้เป็นน้ำมันโดยตรง

Ø เนื้อหาระบบบำบัดน้ำเสีย:

ส่วนการบำบัดทางชีวเคมี ได้แก่ ระบบบำบัดน้ำเสียที่มีน้ำมัน และระบบบำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง

ส่วนบำบัดเกลือ ได้แก่ ระบบบำบัดน้ำเสียที่มีเกลือ ระบบบำบัดน้ำเสียที่เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา ระบบบำบัดสารเข้มข้นของเครื่องระเหย

Ø มาตราส่วนการประมวลผล:

ระบบน้ำเสียที่มีน้ำมัน : 204m3/ชม.

ระบบบำบัดน้ำเสียความเข้มข้นสูง : 150m 3/ชม.

ระบบบำบัดน้ำเสียที่มีเกลือ : 286m3/ชม.

ระบบบำบัดน้ำเสียด้วยการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา : 103m3/ชม.

ระบบบำบัดน้ำเกลือเข้มข้น : เครื่องระเหย เครื่องตกผลึก บ่อระเหย พื้นที่ประมาณ 12 ตารางเมตร