榆林平台
危废资源化利用综合平台依托榆林创新院,联合以大连化物所牵头的中国科学院洁净能源创新研究院各共建单位建设,重点围绕榆林地区煤化工行业废水及固废难处理的问题,以现有废水及固废处理技术前沿为研究基础,通过开发绿色、低成本的处理工艺,在满足煤化工企业达标排放需求的基础上,开展煤化工废水“零排放”及固废“资源化”处理创新技术及技术耦合新工艺的基础及应用研究,为榆林市能源产业绿色发展提供技术支持,推动区域循环、低碳经济发展,为国家能源革命事业做出贡献。
以兰炭废水处理为示范,推进低碳、低成本废水处理达标排放工艺的推广,初步构建处理过程实现回收利用的废水资源化体系。针对榆林地区兰炭废水量大、难处理且废水处理达标占比低的环保重点问题,以《炼焦化学工业污染防治可行性技术指南》为基础,优化现有技术,引入新型资源化技术,开发出一套低碳、低成本的兰炭废水处理工艺,其工艺流程如下图所示:
此工艺的预处理阶段使用旋流技术强化除油单元,采用资源化酚、氨回收工艺,在达成污水预处理目标的同时实现对焦油、酚、氨氮等的回收;对回收的酚钠盐进行回用,制备酚醛树脂作为生化保护应急单元的同时,实现硫氢化钠的回收;生化处理单元及催化氧化深度处理单元确保出水达标排放。此工艺在确保出水达标的同时,实现了废水中有用资源的回收及再利用,可有效解决榆林地区兰炭废水处理大难题。后续研究旨在优化各处理单元,提高效率,降低成本;同时进行对废水及处理出水特征污染物分析方式的探索,逐步建立并完善煤化工废水污染物数据库,对特征污染物降解路线及催化机理的深入研究,为榆林地区煤化工废水“零排放”体系的构建提供研究与发展的理论基础。
以煤化工浓盐水的精制除杂处理为示范,推进废盐资源化煤化工废水“零排放”体系构建的发展。针对煤化工浓盐水蒸发结晶处理形成废盐的问题,以废盐减量化、无害化、高值化为资源化思路,对高盐废水精制除杂进行关键技术的优化与创新。高盐废水精制除杂过程重点攻克高盐废水处理过程中催化剂易失活的核心难题,以抗盐催化剂的开发为基础,对高级氧化技术,如过氧化氢氧化、臭氧氧化技术、电催化氧化技术等,进行技术耦合及工艺升级,开发出新型适用于高盐废水精制除杂的“绿色”催化氧化体系,如催化湿式过氧化氢空气氧化、旋流增强型臭氧催化氧化、催化电催化氧化耦合过氧化氢氧化等。通过催化剂的表征分析及特征污染物分析,揭示催化氧化体系中催化剂催化机理及有机污染物催化降解路径,以理论研究带动应用研究,结合实际优化高盐废水处理流程。对新型催化氧化体系工业化放大进行研究,为新技术的工业化应用奠定基础。此高盐废水催化氧化体系可结合分质结晶及高值化转化技术等,完成废水废盐到高附加值产品转化的工艺流程,逐步实现煤化工废水“零排放”体系的构建。
以煤化工产业固废资源化环境化学新材料的开发为示范,推进煤化工产业“变废为宝”的固废资源化技术的开发。针对煤化工生产过程中产生的废渣,如焦油渣、气化渣及煤化工废水处理过程产生的淤泥等的堆积问题,以“固废”资源化为战略理念,以废渣基工业吸附剂及催化剂的开发与应用为研究目标,以生活污泥制备污泥炭催化剂研究成果为理论基础,通过对煤废渣热解炭化及酸化改性过程的条件探索与优化,实现煤化工产业固废可利用物质与能量的资源化利用。研究内容主要为揭示不同热解炭化条件下新材料空间结构的演化规律,不同酸化改性过程对新材料表面官能团构建的影响,通过对新材料空间结构及表面官能团的调控,制备适用于高浓度、高含盐废水不同处理技术的废渣基吸附剂及催化剂等环境化学新材料,实现“变废为宝”、“以废治废”,着重进行废渣基新材料的应用研究以最终达到工业化应用与推广,加速煤化工产业固废资源化利用技术的开发与应用。