“Durchbruch bei der Abwasserbehandlung in der Kohlechemie: Verfahren „ED-Ionenmembran-Konzentration + Kristallisation zur Trennung von Salzen“

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Am 12. September erfuhr ein Reporter der Zeitung China Chemical Industry News bei einem Interview mit der Inner Mongolia Yitai Coal-to-Oil Co., Ltd., dass die Pilotanwendung des Verfahrens zur Kristallisation und Trennung von Salzen aus den Abwässern der Kohleverarbeitung, bei dem eine „Null-Emission“ erreicht werden soll, abgeschlossen wurde – und dabei bereits vorläufige Ergebnisse erzielt wurden. Berichten zufolge ist die letzte Phase der „Null-Emissionen“ bei Abwässern aus der Kohlechemieindustrie die Verdampfung und Kristallisation. Die dabei entstehenden Kristallsalze gelten als gefährliche Abfälle. Jährlich müssen Zehntausende Tonnen dieser gefährlichen Abfälle entsorgt werden – was den Unternehmen eine erhebliche wirtschaftliche Belastung bereitet. Zudem sind sie von der Aufnahmekapazität der örtlichen Anlagen zur Entsorgung gefährlicher Abfälle abhängig. Gleichzeitig führt bei der Konzentrations- und Verdampfungsphase das herkömmliche Membrankonzentrierungsverfahren dazu, dass der Druck erhöht werden muss, um den Osmotikdruck zu überwinden. Dadurch entstehen hohe Energiekosten, hohe Betriebskosten sowie Sicherheitsrisiken. Zudem steigen die Produktionskosten, was einer nachhaltigen Entwicklung des Unternehmens entgegenwirkt. Der vollständige Prozessweg zur „Null-Emission“ von Abwässern aus der Kohleverarbeitung, den Itai Coal-to-Oil Co., Ltd. anwendet, wurde durch Pilotversuche vor Ort sowie durch Betriebsdaten aus tatsächlichen Projekten gründlich getestet und überprüft. Dabei wurden die Schlüsseltechnologien ausführlich geprüft – es handelt sich somit um einen wirksamen Ansatz zur Bewältigung des Problems der Behandlung von Abwässern aus der Kohleverarbeitung. Laut Chen Yegang, dem Gründer des Unternehmens Shanghai Dongshuo Environmental Protection Technology Co., Ltd., die diese Technologie entwickelt hat, umfasst sie hauptsächlich Verfahren wie die AOP-Verfahren zur katalytischen Oxidation, das ED-Ionenmembran-Konzentrationsverfahren sowie Verfahren zur Kristallisation und Trennung von Salzen. Durch den Einsatz des AOP-Verfahrens der fortschrittlichen katalytischen Oxidation kann mehr als 50 % des COD in den Abwässern entfernt werden. Dies spielt eine entscheidende Rolle bei der weiteren Konzentration der Abwässer sowie bei der Kristallisation zur Trennung der Salze. Dadurch wird verhindert, dass organische Stoffe die Prozesse der Konzentration und Kristallisation beeinträchtigen – wodurch die Durchführung dieser Prozesse gewährleistet wird. Die ED-Ionenmembran-Technologie ist eine Kombination aus Ionenmembran-Diffusion und elektrochemischen Prozessen. Dabei wird eine homogene, selektiv durchlässige Ionenmembran verwendet. Unter dem Einfluss eines äußeren Gleichstromfeldes erfolgt bei normaler Temperatur und Druck eine gezielte Migration der Ionen. Dadurch wird eine hohe Trennleistung erzielt, außerdem sind die Konzentrationsverhältnisse sowie die Effizienz des Stromflusses hoch. Nach der Konzentration des Reverse-Osmose-Brüchwassers mit einer ED-Ionenmembran kann der TDS-Wert von 30.000 mg/L auf über 200.000 mg/L erhöht werden. Das Konzentrationsverhältnis beträgt somit das Vierfache im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Dadurch wird die Menge des Wassers, das anschließend zur Kristallisation und Salztrennung verwendet wird, erheblich reduziert. Der Stromverbrauch pro Tonne behandelten Wassers liegt unter 6 kW•h – dadurch wird der Energieverbrauch der Systeme zur „Null-Emission“ von Abwässern aus der Kohlechemieindustrie stark gesenkt. Nach der Konzentration mit ED-Ionenmembranen liegen die Werte für die wichtigsten Schwermetalle in den beiden kristallinen Salzen – Natriumchlorid und Natriumsulfat –, die durch das Kristallisationsverfahren gewonnen werden, unter den Grenzwerten gemäß den Richtlinien zur Identifizierung von gefährlichen Abfällen. Dieses Verfahren ermöglicht es, eine „Null-Emission“ von Abwässern zu erreichen, gleichzeitig werden die kristallinen Salze wiederverwertet. Dadurch kann die Menge an gefährlichen Abfällen um mehr als 90 Prozent reduziert werden, was wiederum die Kosten für die Entsorgung dieser Abfälle erheblich senkt. Gleichzeitig kann die Größe der nachgeschalteten Verdampfer um 75 % verringert werden, was zu einer Senkung der Gesamtinvestitionen um mehr als 20 % führt. Nachdem sich die Verdampfungsfläche erheblich verringert hat, kann das System 60 % des Dampfverbrauchs einsparen und den Betriebsenergieverbrauch um mehr als 40 % senken. Ende August wurde auf einer landesweiten Expertenbewertungskonferenz unter der Leitung des Verbands der chinesischen Öl- und Chemieindustrie die Fortschrittlichkeit sowie die bahnbrechenden Ergebnisse dieses Verfahrens von den Experten einstimmig anerkannt. Die anwesenden Experten sind der Ansicht, dass das Verfahren zur Kristallisation und Trennung von Salzen bei der Behandlung von Abwässern aus der Kohlechemieindustrie theoretisch machbar ist. Die technischen Schlüsselpunkte werden richtig erfasst, und es liegen die Voraussetzungen für eine praktische Umsetzung vor. Dadurch entstehen günstige Bedingungen dafür, dass in der Kohlechemieindustrie tatsächlich „Null-Emissionen“ erreicht werden können. Dies legt eine solide Grundlage für die nachhaltige Entwicklung dieser Industrie. http://www.nmtech.com.cn/*nwen_mhg_xx.asp?id=172437