合成氨工业终端废水处理研究

所属栏目:矿业论文 发布日期:2010-08-25 15:37 热度:

  摘要:本文比二段A/O法工艺和曝气生物滤池法工艺处理氮肥企业终端废水的优缺点,以工程实例说明A/O法工艺处理氮肥企业终端废水的可靠性。
  关键词:A/O法工艺,研究
  在合成氨生产过程中,产生的废水污染物具有种类较多、污染特征各异等特点,污染相当严重。因此在氮肥工业生产中废水的处理也是多种多样的,目前比较倾向的处理工艺是各级循环利用+终端处理的技术,基本能够实现废水的闭路循环和达标排放。废水终端处理是废水污染治理的最后一道关,直接关系废水达标排放,在整个污染治理中尤为重要。
  1工业废水的产生情况
  某化工有限责任公司(合成氨10万t/a,瑞酸氢铵18万t/a)注重清洁生产和大力推进循环经济,目前该公司产生的废水主要有造气清洗水、制软水系统废水、各压缩机等设备产生的含油废水,合成、碳化工艺系统循环水,地面冲洗及设备淋洗水、生活污水等。其中造气洗气水、含油废水、工艺循环水等通过采用相应的处理装置均实现了循环回用和大部分循环回用,排放的废水主要为少部分工艺循环水、地面冲洗水及设备淋洗水、生活污水等,详见表1。排入终端处理装置的废水中主要污染因子为NH3-N、COD、SS、石油类等。详见表2。
  表1废水治理措施和排放情况

                       表1.jpg
   表2终端处理装置废水进水水质

                   表2.jpg
  2终端废水处理工艺的选择
  由表2可见,该化工有限责任公司废水中主要污染物是氨氮。氨氮排入水体,造成水体富营养化污染,容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖,使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程用氯量增大,对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性。由于该废水中C/N严重失调(C/N0.85左右,以COD计),低C/N是该废水处理最大的难点。
  目前氨氮去除方法有多种,有物理法、化学法和生物法等。其中,生物处理法有厌氧生物处理和好氧生物处理两类,主要工艺有A/O法、氧化沟法、SBR法、接触氧化法、曝气生物滤池等。不同方法有各自的优势与不足之处。
  该化工有限责任公司根据废水水质情况,采用以生物处理为主的处理工艺,并对适合本项目的二段A/O和曝气生物池两种工艺进行比较。
  2.1二段A/O工艺(方案一)
  A/O工艺通过设置缺氧池(A池)和好氧池(O池),通过控制两池中溶解氧的量,来实现对废水中含氮化合物的氨化、硝化和反硝化,实现脱氮的目的。具有如下特点:流程简单、基建费用低,无二次污染;可以微生物内源代谢产物作为反硝化碳源,减少外加碳源需要量;前置的缺氧池具有生物选择器的功能,可改善污泥沉降性能,避免污泥膨胀;缺氧池的反硝化可以恢复部分碱度,调节系统的PH值。但A/O工艺脱氮效果与回流的污泥量密切相关,为保证脱氮效果,必须有较大的回流比,因此A/O工艺处理费用高,脱氮效率有限,一般为60-85%。由于本工程要求氨氮去除率达90%以上,采用一段A/O工艺处理难度较大。如果采用两段A/O法为主体的工艺,由于前段A/O池排出的混合液进入下阶段缺氧池中,保证了充足的微生物量,减少了污泥回流量,提高了脱氮效率。工艺流程示意如图1。
  
  
  图1.jpg
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  图1A/O法工艺流程图
  2.2曝气生物滤池(Gaia-BAF)工艺(方案二)
  工艺流程示意如图2。
  
        图2.jpg
  
  
  
  
  图2曝气生物滤法工艺流程图
  2.3二段A/O和曝气生物池两种工艺方案比较
  根据两种方案在工程投资、运行成本、经营管理等方面的差异,对其进行经济指标比较见表2,综合技术比较见表3,并优选出经济合理技术先进的方案。
  
  
  表2两种方案的经济指标比较
   表3.jpg
  
  从表2和表3可以看出,上述两种方案,方案二即曝气生物池法在投资、运用费用略占优势,但该方案需要培养特殊菌种,在运行管理较为复杂,若管理失误可能会造成整体脱膜等问题,重新培养菌种需要较长周期和较大费用,存在着极大的风险性。为了保证出水达标的可靠性,选定方案一,即二段A/O法工艺。
  3工艺流程说明
  终端废水处理采用二段A/O法工艺。在正常情况下,来自生产区的废水进入集水井,经提升泵提升至初沉池,在初沉池去除部分悬浮物和油后流入调节池,调节水质水量,经提升泵提升至第一段A池(简称A1池,以下类同),同时在A1池内投加甲醇残液,在A1池中进行反硝化反应,将大部分硝酸盐氮还原转成氮气;A1池出水至O1池,O1池内设鼓风曝气,去除大部分有机污染物,并将进水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮,O1池的内回流回流至A1池中。
  O1池出水进入A2池,同时在A2池中投加甲醇残液,将O1池出水中的硝酸盐氮进一步硝化,还原转成氮气;A2池出水至O2池,O2池中设鼓风曝气,进一步去除有机污染物,同时吹脱污水中的氮气;O2池出水进入二沉池,在二沉池进行固液分离,水中生化性有机污染物基本被除去。
  4运行效果
  当地环保部门组织的竣工验收监测,监测数据统计情况见表4。
  验收监测数据表明,该废水处理工程出口所排各污染因子不仅满足《合成氨工业水污染物排放标准》(GB13458-2001)表2中要求,而且满足合成氨工业废水深度治理的要求,脱氮效率达到94.5%。
  表4治理工程竣工验收监测数据
  表4.jpg  
  5运行费用分析
  运行费用包括药剂费、电耗费、人工费、维修费和折旧费等。
  药剂费:该工程使用的药剂为聚合氯化铝,甲醇使用本公司产生的废液,处理吨水药剂费为0.956元。
  电耗费:总装机容量200kw,实际运行功率95.9kw,电费按0.36元/kwh,吨水处理费用为0.51元。
  人工费:污水处理厂劳动定员5人,人均工资25元/日,吨水人工费约0.08元
  维修费和折旧费:折旧费为10万元/年,维修费为0.5万元/年,折合为0.21元/t水。
  合计吨水处理总费用为1.756元
  6结语
  从该公司的终端废水治理实践证明,采用二段A/O工艺能够将氮肥生产终端废水中的污染物有效去除,能够稳定达标排放,运行费用在企业可接受范围内,并且工程的运行管理简单,维护方便。
  
  

文章标题:合成氨工业终端废水处理研究

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