焦化废水处理过程中固相物质的产生及其处置生命周期3E评价

发布时间：2021-08-04 23:50

　　焦化废水产生于煤化工生产过程,水质成分复杂,废水处理一般结合化学、生物或物化技术,在整个处理过程中可以实现污染物的控制,但也伴随着多种固相物质的产生,包括焦油、污泥和结晶盐等,这些物质既有污染特性,又有资源属性,目前缺乏对三类固相物质处置方法的能源、环境和经济评估。本研究在“预处理+生物处理+深度处理”这一焦化废水实际处理工程通式上增加了脱盐环节,分析了焦化废水处理过程中不同阶段焦油、污泥（物化污泥和生物污泥）和工业盐的形成机制,总结了三类固相物质的来源,以此为基础,建立固相物质质量当量计算模型,为合理决策固相物质处置方案提供数据支持。固相物质处置技术的选择是一个难题,需要在能源消耗、环境影响和经济成本之间取得平衡,是一个多准则目标决策问题。本文将多属性效用理论与生命周期评价方法相结合,量化能源、环境和经济指标,对三类固相物质的不同处置方法进行评价。评价过程中采用层次分析法对指标分配权重,构建了基于生命周期能源、环境和经济（Energy,Environment and Economy）3E评价的固相物质处置整体决策模型,为固相物质处置方法的选择提供参考依据。以宝武集团韶关钢铁股份有限公... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

脱盐的一般步骤Fig.1-1Generalstepsofdesalination

第一章绪论3成的污泥，如混凝沉淀等过程中由絮凝剂引起的污泥增量[26]。另外，在生物处理过程中，污泥中微生物的内源呼吸会引起污泥衰减。根据已有报道[27]，焦化废水尾水的电导率一般在2000μS·cm-1~4000μS·cm-1范围内，其高盐分特点不仅会对生物系统造成冲击，也会导致金属设备的腐蚀，加速设备老化从而缩短使用寿命，无论是排放到自然水体还是进入土壤，都会对生态系统平衡造成一定程度的破坏。煤化工行业废水“零排放”的要求使得生物处理后的脱盐工艺成为必然[28]。零液体排放是一种典型的废水管理策略[29]，通常将成本昂贵且耗费能源的热蒸发和结晶过程作为工具达到零排放的目的，一般采用预处理、预浓缩和蒸发结晶耦合的方法对废水进行脱盐处理，流程图见图1-1。焦化废水的深度处理是脱盐过程的预处理，预浓缩过程通常涉及膜工艺的使用，过程中可以回收循环水并尽可能减少浓缩废液的体积，在蒸发结晶过程中，由于能量的输入产生相变，消除了浓缩废液，产生大量的结晶盐。图1-1脱盐的一般步骤Fig.1-1GeneralstepsofdesalinationWang等人介绍了一种废水脱盐工艺，工艺流程如图1-2所示，该工艺曾在中国的煤制烯烃工厂中使用。含有机物的废水首先采用生物法进行预处理，包括A/O法和曝气生物滤池。生物系统的出水经过常规的超滤-反渗透系统进行预处理，回收约75%的水，其余25%的浓缩液用高效反渗透（Highefficiencyreverseosmosis,HERO）系统进一步处理，大约可以回收85%的浓缩液。然后，HERO浓缩液被送至蒸发器和结晶器，实现零液体排放，伴随着大量的结晶盐的产生[30]。图1-2脱盐工艺流程图Fig.1-2Desalinationprocessflowchart

华南理工大学硕士学位论文8为了将生命周期评价简单化，国际标准组织（ISO）建立了执行和解释的方法学框架[64]，可以概括为以下四个方面：（1）目的与范围的确定①目标定义固相物质处置方法生命周期评价的目的是分析处置方法所引起的能源消耗和能源回收，所造成的环境影响和与处置过程有关的所有成本和收入，比较备选处置方案的净能源消耗、环境影响和净成本，尽可能选择净能耗最少，环境潜在危害最小以及经济成本最低的固相物质处置方案。②范围界定生命周期评价的范围界定通常考虑不同处置方案所产生的能源消耗、环境影响和经济性方面的差异。我们对研究范围进行了界定，图1-3显示了固相物质处置系统的一般系统边界，能源和其他原料随着固相物质进入系统，输出主要包括处置过程产生的附加值产品、能源回收以及过程中向环境排放的污染物。图1-3固相物质处置的LCA系统范围Fig.1-3systemboundaryforLCAofsolid-phasesubstancesdisposal图1-4描述了固相物质处置生命周期经济性评价的系统边界，主要包括整个研究系统所涉及的所有过程和阶段有关的净成本其中，经济支出包括了收集、运输和最终处置


本文编号：3322633