I. Contexte et objectifs du projet
L'industrie chimique du charbon génère une grande quantité d'eaux usées dans son processus de production, qui contiennent des concentrations élevées de sels inorganiques, de matières organiques, d'azote ammoniacal et d'autres polluants, ce qui constitue une menace sérieuse pour l'environnement. Afin de parvenir à une production propre et à la protection de l'environnement, un plan de traitement sans rejet des eaux usées de l'industrie chimique du charbon a été formulé, visant à augmenter le taux de recyclage des eaux usées à plus de 99% grâce à des moyens techniques complets, à concentrer les polluants sous forme solide ou cristalline en vue d'un traitement ultérieur, et finalement à parvenir à un rejet nul.
II. Caractéristiques et classification des eaux usées
1. Eaux usées organiques : faible teneur en sel et forte concentration en matières organiques, provenant principalement du processus de gazéification du charbon et des eaux de lavage des sols.
2. Eaux usées contenant du sel : teneur élevée en sel et composition complexe d'ions de sel, y compris les eaux usées à faible teneur en sel, les eaux usées concentrées en sel et les eaux usées à forte concentration en sel, provenant principalement de l'eau de lavage des gaz, du drainage du système d'eau de circulation, etc.
III. Solution technique
1. Technologie de traitement des eaux usées organiques
- Prétraitement : Utiliser la séparation des huiles, la flottation, la sédimentation et d'autres méthodes pour éliminer les huiles émulsifiées et les matières en suspension et réduire initialement la DCO (demande chimique en oxygène).
- Traitement biochimique : Les procédés A/O, A2/O, SBR, MBR et autres sont sélectionnés et conçus en fonction des conditions réelles pour éliminer principalement les matières organiques et l'azote ammoniacal.
- Traitement avancé : oxydation à l'ozone, oxydation chimique + BAF (filtre biologique aéré) + adsorption sur charbon actif et autres procédés sont utilisés pour éliminer davantage les composés hétérocycliques tels que le soufre, l'oxygène et l'azote afin de répondre aux normes de réutilisation.
2. Technologie de traitement des eaux usées salées
- Traitement des eaux usées à faible teneur en sel : Le processus de traitement en deux étapes "prétraitement + méthode à double membrane (ultrafiltration + osmose inverse)" est adopté. Le prétraitement assure la qualité de l'eau de l'entrée de la double membrane par floculation, sédimentation et filtration afin de recycler les eaux usées.
- Traitement de la saumure : Utiliser le processus "prétraitement + concentration membranaire" pour augmenter autant que possible la concentration en sel des eaux usées, réduire l'investissement et la consommation d'énergie. Le TDS (contenu total en sel) peut être concentré jusqu'à 50 000-80 000 mg/L.
- Traitement des saumures à forte concentration : La technologie de solidification par évaporation naturelle et par évaporation mécanique est utilisée pour traiter les eaux usées dont la teneur en sel peut atteindre 10 000 à 50 000 mg/L et les transformer en un état cristallin. Le solide cristallin nécessite un traitement supplémentaire et peut être récupéré sous forme de sel cristallin ou traité comme un déchet solide dangereux.
IV. Sélection et application des technologies
1. Étape de prétraitement : Une technologie d'oxydation avancée (telle que l'oxydation par l'ozone, l'électrocatalyse) est utilisée pour éliminer les matières organiques, et la coagulation, la sédimentation, la filtration et l'adsorption sur charbon actif sont utilisées comme moyens auxiliaires. La technologie spéciale de membrane tubulaire d'ultrafiltration (TMF) est utilisée pour éliminer les ions de calcium et de magnésium et les solides en suspension afin de garantir la qualité de l'eau d'entrée de l'osmose inverse.
2. Système de concentration membranaire : il utilise l'osmose inverse courante, l'osmose inverse de l'eau de mer, l'osmose inverse à haut rendement, l'électrodialyse et d'autres technologies, en sélectionnant le meilleur processus en fonction de la qualité de l'eau et de l'économie, afin de maximiser la concentration des eaux usées à forte teneur en sel.
3. Système d'évaporation et de cristallisation : Utiliser la technologie d'évaporation à effets multiples (MED) ou de recompression mécanique de la vapeur (MVR) pour réduire la consommation d'énergie et obtenir une récupération efficace du sel cristallisé.
