化肥工業(yè)水處理技術(shù)現(xiàn)狀綜述

1、化肥工業(yè)水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展綜述許明言用電-多相催化新技術(shù)處理化肥廠工業(yè)廢水電-多相催化新技術(shù)在處理難降解有機(jī)工業(yè)廢水中有著顯著的優(yōu)點(diǎn), 已建成處理恒昌化肥廠廢水的工業(yè)化規(guī)模裝置, 經(jīng)處理過的廢水進(jìn)行回用,節(jié)省了大量的工業(yè)用水。恒昌化肥廠是集化肥工業(yè)、熱電、精細(xì)化工為一體的綜合性國家大型企業(yè)。主要生產(chǎn)合成氨、濃硝酸、苯胺、碳酸氫銨、硝酸鈉、亞硝酸鈉等產(chǎn)品。該廠的排污水量大, 排污量已達(dá)到9600 m3/ d, 嚴(yán)重污染環(huán)境, 污水治理工程是省級限期治理的項(xiàng)目。該廠生產(chǎn)系統(tǒng)的污水主要來源于合成氨生化系統(tǒng)的造氣、脫硫冷卻系統(tǒng)的降溫水, 濃硝酸、苯胺生產(chǎn)系統(tǒng)和鍋爐水膜除塵的廢水。該廠廢水的主要污染因

2、子為: pH 值、化學(xué)需氧量、懸浮物、氨氮、石油類、氰化物、揮發(fā)酸、硫化物、銅、苯胺類和硝基苯類。該廠曾建立過高約7 m 的生化處理塔, 由于廢水含有難降解的有機(jī)物, 致使廢水的處理效率不高, 效果不好而放棄。針對這種廢水的情況, 該廠采用中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的電-多相催化新技術(shù)對這種廢水進(jìn)行治理。1 實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用電-多相催化法的關(guān)鍵是針對要處理的廢水, 研制出高效的催化劑, 然后裝入塔式或槽式的固定床反應(yīng)器中, 用配置好的電極施加電壓, 一方面,電場起激活催化劑的作用, 另一方面, 同時(shí)產(chǎn)生活性很高的OH自由基, 使難降解的有機(jī)物分子降解和礦化。在常溫常壓下, 難降解有機(jī)工業(yè)廢水通過

3、電) 多相催化反應(yīng)器, 就能達(dá)到COD 減少、色度降低的好效果。該技術(shù)處理廢水, 具有設(shè)備簡單、操作方便、占地面積少的特點(diǎn)。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論在研究中, 我們發(fā)現(xiàn)電-多相催化技術(shù)顯現(xiàn)出非法拉第效應(yīng), 即實(shí)際觀測到轉(zhuǎn)化的污染物量要比根據(jù)法拉第定律由所耗電量計(jì)算得到的污染物轉(zhuǎn)化量多得多, 因此電-多相催化技術(shù)具有耗能少的優(yōu)點(diǎn)。其次, 對同一種工業(yè)廢水, 應(yīng)用不同的催化劑,在同樣的工藝操作條件下, 有不同的處理效果, 表明了電-多相催化技術(shù)對催化劑的依賴作用。再者, 雖然采用同樣的電壓、電流、催化劑, 處理同樣的廢水, 但若電極的配置方式如電極的形狀等不同, 就會得到差得很多的處理效果。表明用電-多

4、相催化技術(shù)處理廢水的效果還和電-多相催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝條件有關(guān)。在研究中還發(fā)生用電-多相催化技術(shù)處理工業(yè)廢水, 可以提高出水的可生化性。如對吡蟲靈廢水,在處理前COD 為8 950 mg/ L, BOD 為563 mg/ L,可生化性為0. 06, 在用電-多相催化技術(shù)處理2 h后, COD 降為5 642 mg/ L, 而BOD 變?yōu)? 582mg/ L, 可生化性提高到0. 46。表明對有些工業(yè)廢水, 電-多相催化技術(shù)可作為一種預(yù)處理手段。例如和生化處理廢水的方法聯(lián)用, 可以提高廢水的處理效率。另外, 電-多相催化技術(shù)還可和其他廢水處理技術(shù)如絮凝, 濕式催化氧化等) 聯(lián)用, 提高廢

5、水的處理效果, 如對某化工廠的H 酸廢水, 用濕式催化氧化處理后, COD 為8 316 mg/ L, 色度500 倍, 再經(jīng)電-多相催化技術(shù)處理, COD降為2 730 mg/ L, 色度減少到20倍。采用聯(lián)用技術(shù)處理工業(yè)廢水, 除可提高處理廢水的效果外, 還可優(yōu)化操作, 降低成本。在研究將電-多相催化技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展到光催化后, 發(fā)現(xiàn)能夠產(chǎn)生光電協(xié)同作用, 可使光催化效率大幅度的提高。如用光催化法處理某化肥廠的廢水,出水COD 為205 mg/ L, 若用光電催化法, 出水COD 降為54 mg/ L。綜上所述, 電-多相催化技術(shù)在難降解有機(jī)工業(yè)廢水處理中可以起到重大的作用。以處理恒昌化肥廠

6、的工業(yè)廢水為例, 首先對該廠的水平衡進(jìn)行分析, 考慮了污染物和廢水處理技術(shù)的特點(diǎn), 對污水處理設(shè)施工藝流程采取了先處理、后回用、余者排的方針, 使大量的廢水得到回用,減少污水的排放, 努力做到零排放, 節(jié)約了水資源,產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。非均相光催化氧化法降解有機(jī)污染隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展, 環(huán)境中難降解的有機(jī)污染物已經(jīng)成為環(huán)境治理中的一個(gè)焦點(diǎn)問題。最常用的生化法對這種分子量從數(shù)千到數(shù)萬的有機(jī)污染物的處理存在一定困難。1 9 7 2 年, 日本學(xué)者F uj ish i-m a和H o n d a 首先發(fā)現(xiàn)光催化降解法。2 9 7 8 年, la z e 等提出的高級氧化法廠(A d v a n

7、 e e d o x id a t io nr oc e s s e s , 簡稱A O P s ) 克服了一般生化法存在的問題, 且在難降解的有機(jī)污染物處理中發(fā)揮著日益重要的作用。根據(jù)產(chǎn)生輕基自由基方法的不同, 高級氧化法分為均相光催化氧化法和非均相光催化氧化法。在均相光催化氧化法中, 含有H : 0 : ,O : 或同時(shí)含有二者的均相溶液受到紫外光(U V ) 的輻射, 過氧化物發(fā)生光分解, 產(chǎn)生活潑的O H 自由基。在非均相光催化氧化法中, 半導(dǎo)體膠體微粒( 如Ti o : ,C u 2 0 等) 吸收紫外光, 在膠體和溶液界面產(chǎn)生O H?？梢? 高級氧化法的處理原理是利用O H的強(qiáng)氧化

8、性。高級氧化法中的非均相光催化法雖然起步早, 但近幾年仍得到了諸多關(guān)注, 發(fā)展迅速。均相光催化氧化法的發(fā)展空間受限, 主要原因是: (1 )能耗高, 處理成本高; (2) 試劑的制取、運(yùn)輸、儲存困難; (3 )對污染物的選擇性高, 處理效果不理想; (4) U V / 0 3 抵抗大氣輻射能力差。非均相光催化氧化法不僅克服了以上不足, 且具有自身的特點(diǎn): (1) 半導(dǎo)體光催化劑無毒, 穩(wěn)定性好, 便于運(yùn)輸、存儲; (2) 一般可使有機(jī)物完全降解,處理效果好且無二次污染; (3) 半導(dǎo)體催化劑與均相光催化氧化法中的氧化劑相比, 能耗低, 成本低廉;物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和完全礦化更容易, 且產(chǎn)物毒性小。非均

9、相光催化氧化法的特點(diǎn)多因素作用a) 羚基自由基。非均相光催化氧化法處理有機(jī)物的主要因素是輕基自由基, 這一點(diǎn)已被許多研究工作者證實(shí)了一。b) 空穴。空穴在降解過程中也起到一定的作用, 一般在不同的情形下, 空穴與能同時(shí)起作用。最近Is h ib a s h i 和F u jis h lm a 等通過研究測定反應(yīng)過程中的H 和空穴的量子產(chǎn)率, 推測在反應(yīng)過程中所起的作用 結(jié)果表明, H的產(chǎn)率是70%, 空穴的產(chǎn)率為5 1 7 。二.而一般的光催化反應(yīng)其量子效率在1 0 2 數(shù)量級這一結(jié)果說明, 空穴是光催化反應(yīng)的主要物質(zhì). 但日前還沒有更多的研究結(jié)果來支持這一觀點(diǎn)C )吸附作用。吸附作用也有助于

10、有機(jī)污染物的去除, 吸附作用會在催化劑固定化的一種類型中表現(xiàn)出來。催化劑一方面直接光降解水中有機(jī)污染物另一方面對載體吸附劑的再生起一定的作用藝, 從而在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)吸附、催化、分離的有機(jī)結(jié)合。降解效率高、處理效果好一般, 非均相光催化氧化法可使有機(jī)污染物完非均相光催化氧化技術(shù)要大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn), 還需進(jìn)一步的改進(jìn)與深入研究。今后研究主要集中在以下幾方面:a) 催化劑的回收與使用。研究開發(fā)更有效的固相T IO : 載體, 提高催化劑利用率, 解決催化劑流失、回收困難及費(fèi)用高等問題。b ) 提高太陽光的利用率。催化劑Ti o : 禁帶較寬, 可利用的太陽光僅為3 % , 使得對太陽光的利用

11、率不高。但理論上, 光子能量值近似為32 10 J這個(gè)值足以破壞化合物的化合鍵。因此, 尋找一種光催化劑, 使太陽光轉(zhuǎn)化為可被物質(zhì)吸收的能量形式, 將會推動(dòng)非均相光催化氧化法的實(shí)際應(yīng)用與推廣。c ) 開發(fā)新型光催化劑的綜合利用。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上, 尋求更為有效的催化劑組合, 使污染物處理效果達(dá)到最佳。如與一些其他金屬物質(zhì)連用; 尋找更好的新型催化劑, 這一研究已在進(jìn)行。d) 與其它污水處理技術(shù)聯(lián)用。將非均相光催化氧化技術(shù)與其他處理方法聯(lián)合使用, 會獲得更好的出水效果。與電化學(xué)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用, 處理效果會提高。e) 應(yīng)用的方向。鑒于非均相光催化氧化法在短時(shí)間內(nèi)有較好的處理效果, 且費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn), 研

12、究有毒有害物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)冗^程中發(fā)生泄漏時(shí)的處理方案具有實(shí)際意義, 如港口化學(xué)品的處理等。合成氨廢水資源化處理技術(shù)以生產(chǎn)合成氨、尿素、純堿復(fù)合肥等產(chǎn)品為主的企業(yè)所排放的廢水往往具有低碳高氨氮的特點(diǎn)，其氨氮濃度往往上千，處理一直是個(gè)難題，如果直接排入混合污水處理廠，則會引起較大的氨氮沖擊負(fù)荷，因此需預(yù)先在廠內(nèi)進(jìn)行處理。目前，含氨氮廢水的處理技術(shù)，有空氣蒸汽氣提法、吹脫法、離子交換法、生物合成硝化法、化學(xué)沉淀法等，但均有不足之處，如氣提法能耗高、容易結(jié)垢，并且必須進(jìn)行后處理，否則會產(chǎn)生二次污染。用吹脫法處理高氨氮廢水，其能量消耗高，產(chǎn)生大氣污染；吹脫法需要在pH 高于的條件下才能實(shí)現(xiàn)，用石灰調(diào)整pH

13、值會使吹脫塔結(jié)垢，因此吹脫法的應(yīng)用受到限制；吹脫效果還受到水溫的影響；另外，由于吹脫塔的投資很高，維護(hù)不方便，國外一些吹脫塔基本上都己停運(yùn)行。吸附法受平衡過程控制，不可能除去廢水中少量的氨氮，離子交換法樹脂用量較大，再生頻繁，廢水需預(yù)處理除去懸浮物。生物硝化反硝化法是現(xiàn)階段較為經(jīng)濟(jì)有效的方法，工藝較為成熟，并已進(jìn)人工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，但該法的缺點(diǎn)是溫度及廢水中的某些組分較易干擾進(jìn)程，且占地面積大、反應(yīng)速度慢、污泥馴化時(shí)間長，對高濃度氨氮廢水的處理效果不夠理想；常規(guī)的化學(xué)沉淀法采用鐵鹽、鋁鹽、石灰法，將產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥的濃縮脫水性能較差，給整個(gè)工藝增加困難。上述方法的共同不足之處是處理后的氨氮

14、無法回收利用?；诳沙掷m(xù)發(fā)展觀念，在高濃度氨氮廢水處理方面，不僅要追求高效脫氮的環(huán)境治理目標(biāo)，還要追求節(jié)能減耗、避免二次污染、充分回收有價(jià)值的氨資源等更高層次的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，才是治理高濃度氨氮廢水的比較理想的技術(shù)發(fā)展方向。本文介紹三種高氨氮廢水的資源化處理技術(shù)。1 以氨水形式回收氨氮的廢水處理技術(shù)去除氨氮的同時(shí)可獲得濃氨水的氨氮回收技術(shù)，不僅可經(jīng)濟(jì)有效地分離與回收氨氮，而且能使處理后廢水達(dá)標(biāo)排放。楊曉奕等通過電滲析法處理高濃度氨氮廢水，氨氮濃度20003000mg/L，氨氮去除率可達(dá)到87.5%，同時(shí)可獲得89%的濃氨水；電滲析法處理氨氮廢水的原理是，電滲析器由極板、離子交換膜和隔板組成。

15、當(dāng)含氨氮廢水通入時(shí)，在直流電場作用下，產(chǎn)生NH4+和OH-的定位遷移。離子遷移結(jié)果使廢水得到凈化，氨水得到濃縮。此法工藝流程簡單、處理廢水不受pH 與溫度的限制、操作簡便、投資省、回收率高、不消耗藥劑、運(yùn)行過程中消耗的電量與廢水中氨氮濃度成正比。以氨水形式回收氨氮的污水處理技術(shù)，可使氨氮得到充分的回收利用，發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)效益。采用離子膜電解法對高濃度氨氮廢水進(jìn)行脫氨預(yù)處理是可行的，其處理原理是：離子膜電解技術(shù)在直流電場作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過性，有選擇地使部分離子通過離子交換膜，進(jìn)而與原溶液分離。張梅玲等將一定量氨氮廢水過濾澄清作為陽極區(qū)電解液，NaOH 溶液作為陰極

16、區(qū)支持電解質(zhì)，在直流電場作用下，NH4+、H+等能通過陽離子交換膜，由陽室向陰室遷移，與陰室的OH-結(jié)合，分別生成NH3H2O 和水；同時(shí)，在兩個(gè)電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，陽極生成H+ 以補(bǔ)充陽室遷移出去的陽離子，陰極生成OH-以補(bǔ)充陰室由于與陽室遷移來的NH4+等結(jié)合所消耗的OH-。對于氨氮濃度高達(dá)7500mg/L 的廢水，在4V、11L/h、60的操作條件下，電解1.5h 平均去除率可穩(wěn)定在58.1%左右，3h 去除率接近63.8%，脫除的氨氮可以以濃氨水形式回收，降低處理成本，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化利用。2 將氨氮制成硫酸銨回收利用的廢水治理技術(shù)將氨氮制成硫酸銨回收利用的廢水治理技術(shù)，是向富含氨氮

17、的廢水中加入堿液，使廢水中的氨以游離態(tài)的氨存在，然后采用硫酸吸收氨，以(NH4)2SO4的形式回收氨氮。采用空氣吹脫加硫酸吸收的閉氣氨氮汽提系統(tǒng)是將廢水中的氨氮去除，并將氨氮制成硫酸銨回收利用的廢水治理技術(shù)。此法不但有效地治理了高氨氮廢水，還將氨氮回收利用。硫酸吸收系統(tǒng)主要由汽提塔、洗滌塔、風(fēng)機(jī)及相關(guān)附屬設(shè)備組成。其工作原理是：向富含氨氮的廢水中加入堿液將廢水pH 值調(diào)為12，加熱到一定的溫度后，NH4+由廢水中釋放出來，與廢水一起由汽提塔頂進(jìn)入塔內(nèi)，可循環(huán)使用的凈化空氣由風(fēng)機(jī)推動(dòng)從汽提塔下部進(jìn)入塔內(nèi)，在汽提塔內(nèi)形成逆向?qū)α鳎瑲?、液相在塔?nèi)填料層發(fā)生傳質(zhì)，廢水中的氨氮被從塔底進(jìn)入的凈化空氣所吹

18、脫，并隨空氣攜帶著從汽提塔頂排出，進(jìn)入洗滌塔，使到達(dá)汽提塔塔底的廢水中氨氮含量大為減少，達(dá)到污水排放條件。廢水中氨氮濃度為50008500mg/L，用閉式硫酸吸收法處理后，廢水中氨氮脫出率約為99%，排入水溝與不含氨氮的污水混合，進(jìn)一步降低污水中的氨氮含量，送往污水處理廠進(jìn)一步處理，有效地解決了原污水排放不合格的問題，極大地緩解了污水處理場的壓力。閉式硫酸吸收法處理技術(shù)的使用，也減少了氨氣的外泄，改善了現(xiàn)場環(huán)境，同時(shí)得到硫酸銨溶液可回用利用。聚丙烯(PP)中空纖維膜法處理高濃度氨氮廢水，也可將氨氮制成硫酸銨回收利用。疏水微孔膜把含氨氮廢水和H2SO4吸收液分隔于膜兩側(cè)，通過調(diào)節(jié)pH 值，使廢水

19、中離子態(tài)的NH4+轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿討B(tài)的揮發(fā)性NH3。聚丙烯塑料在拉絲過程中，將抽出的中空纖維膜拉出許多小孔，氣體可以從孔中溢出，而水不能通過。當(dāng)廢水從中空膜內(nèi)側(cè)通過時(shí)，氨分子從膜壁中透出，被壁外的稀H2SO4 吸收，而廢水中的氨氮得以去除，同時(shí)氨以(NH4)2SO4的形式回收。聚丙烯中空纖維膜法脫氨技術(shù)先進(jìn)，二級脫除率99.4%，適用于處理高濃度氨氮廢水，處理后廢水能夠達(dá)標(biāo)排放。采用酸吸收的方法，可以(NH4)2SO4的形式回收氨氮，且不產(chǎn)生二次污染。膜法脫氨工藝設(shè)備簡單，能耗低，占地面積小，操作方便。結(jié)語合成氨工業(yè)經(jīng)過幾十年來的不斷技術(shù)革新改造，污水治理工作取得了一定的成果，但是由于各企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

20、、工藝路線與管理水平不盡相同，部分企業(yè)外排水中COD、氨氮、硫化物等污染物質(zhì)仍存在超標(biāo)現(xiàn)象，水污染問題一直未得到有效的控制。經(jīng)濟(jì)有效的氨氮廢水資源化處理技術(shù)還需要更深入的研究，使廢水中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的回收與再生成為可能。資源化技術(shù)的開發(fā)研究將使新技術(shù)在社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益之間找到平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。MAP 化學(xué)沉淀法處理氨氮廢水氨氮是水相環(huán)境中氮的主要存在形態(tài)，是引起水體富營養(yǎng)化和污染環(huán)境的一種重要污染物質(zhì)，目前我國幾乎所有的受污染水域中，氨氮都是主要污染物之一。由氨氮污染而導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化問題已嚴(yán)重危害農(nóng)業(yè)、漁業(yè)及旅游業(yè)等諸多行業(yè)， 也對飲水衛(wèi)生和食品安全構(gòu)成了巨大威脅，成為

21、制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。目前常用的氨氮廢水處理技術(shù)包括活性炭或沸石吸附法、空氣吹脫法、生物脫氮法及化學(xué)沉淀法等，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，這些處理方法受到種種因素的制約，有其特定的適用范圍或局限性。化學(xué)沉淀法處理氨氮廢水則具有工藝簡單、處理對象廣泛及沉淀物可做肥料等優(yōu)勢，該法已日益受到重視， 得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。其原理是往含氨氮廢水中加入沉淀劑MgCl和NaHPO，與NH 反應(yīng)生成MgNHPO6HO 沉淀（簡稱MAP），從而實(shí)現(xiàn)從廢水中去除氨氮污染?；瘜W(xué)沉淀法已有工業(yè)化應(yīng)用的范例，但沉淀工藝條件，如pH 值、沉淀藥劑、反應(yīng)時(shí)間等，對氨氮去除效果有很大影響。為此， 文以實(shí)驗(yàn)室模擬氨氮廢水作

22、為研究對象， 系統(tǒng)考察各種操作條件對氨氮去除效果的影響，以期指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。（） 根據(jù)一系列單因素的試驗(yàn)結(jié)果得出了最優(yōu)工藝條件： 反應(yīng)溫度為 ，pH 值為，鎂、氮、磷的量比為. .。在此條件下處理初始質(zhì)量濃度 mg L 的氨氮廢水， 反應(yīng)min， 氨氮質(zhì)量濃度可降至 mg L，去除率達(dá)， 剩余磷的質(zhì)量濃度為 mg L。（） MAP 化學(xué)沉淀法在處理高濃度的氨氮廢水時(shí)有很好的適應(yīng)性， 具有反應(yīng)速度快、氨氮沉淀完全及操作簡單等優(yōu)勢。（） MAP 化學(xué)沉淀法的最大不足之處是沉淀藥劑（磷鹽及鎂鹽）和調(diào)節(jié)pH 值的堿價(jià)格較貴， 使得實(shí)際應(yīng)用時(shí)處理成本高而制約其應(yīng)用， 下一步工作的重點(diǎn)應(yīng)是解決沉淀劑的循環(huán)使

23、用問題， 以降低處理成本。MBR法處理化肥廢水膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor, MBR) 是一種新型的污水生化處理系統(tǒng)。它結(jié)合了生化處理和膜分離技術(shù), 并且取代了二沉池進(jìn)行固液分離, 和傳統(tǒng)的生化處理比較具有高效節(jié)能、出水水質(zhì)良好穩(wěn)定、占地小等優(yōu)點(diǎn)。在我國, 目前對MBR 用于廢水再生回用的研究與開發(fā)越來越深入。1 工程概況1.1 水量水質(zhì)某石化分公司化肥廠目前包括一化肥、二化肥兩套生產(chǎn)裝置, 排水系統(tǒng)分為生活污水及工業(yè)凈下水系統(tǒng)。其主要來源為生產(chǎn)裝置排出的清凈廢水、循環(huán)水場排污及旁濾器反沖洗水、地面沖洗水及雨水等, 目前該廢水未經(jīng)處理直接排放至石化公司排污干管。本工程污

24、水處理量為12 000 m3 /d, 這部分廢水油的含量較低, 屬于含鹽污水。1.2 主要處理單元及設(shè)備污水經(jīng)過MBR 供水泵抽提加壓后, 通過間隔0.8 mm 的格柵預(yù)過濾器去除水中大顆粒懸浮雜質(zhì),以防止其在曝氣池沉積并使保護(hù)膜表面不受損傷。預(yù)過濾器的出水進(jìn)入進(jìn)水混合段, 在進(jìn)水混合段裝有潛水推進(jìn)器, 提供缺氧和好氧區(qū)的循環(huán)動(dòng)力, 使混合液在好氧池與缺氧池間不斷循環(huán)。經(jīng)潛水推進(jìn)器將好氧區(qū)回流的混合液與進(jìn)水充分混合推流進(jìn)入缺氧區(qū), 缺氧區(qū)污水的潛水?dāng)嚢杵鞅ＷC了混合液在該區(qū)內(nèi)的充分混合。在缺氧區(qū)內(nèi), 大分子長鏈有機(jī)物分解為易生化的小分子有機(jī)物, 污水在缺氧池內(nèi)的水力停留時(shí)間約為5 h。缺氧區(qū)的混

25、合液經(jīng)過缺氧池與好氧池之間的孔洞進(jìn)入到好氧區(qū), 好氧區(qū)池底鋪設(shè)有曝氣裝置不間斷進(jìn)行曝氣, 污水在此池內(nèi)進(jìn)行有機(jī)物生化降解, 去除水中的BOD5和CODCr。1.2.1 預(yù)過濾器來水經(jīng)預(yù)過濾器濾除0.8 mm 以上的顆粒物質(zhì),以保護(hù)膜表面不受損傷, 減少反洗次數(shù)延長其使用周期和使用壽命。經(jīng)預(yù)過濾的水, 還存有絕大部分的細(xì)菌、病毒、藻類、膠體物質(zhì)、有機(jī)物及微小的顆粒物等有害物質(zhì)。1.2.2 潛水推進(jìn)器預(yù)過濾器的出水進(jìn)入進(jìn)水混合段, 在進(jìn)水混合段裝有潛水推進(jìn)器, 提供缺氧和好氧區(qū)的循環(huán)動(dòng)力,將混合液由好氧區(qū)提升到缺氧區(qū), 使混合液在好氧池與缺氧池間不斷循環(huán)。1.2.3 缺氧反應(yīng)池缺氧反應(yīng)池的作用是將

26、廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物。進(jìn)水在缺氧段的水力停留時(shí)間為5 h, 有效體積為1 m5 m500 m=2 500 m3。1.2.4 好氧反應(yīng)池每座好氧反應(yīng)池分為好氧曝氣區(qū)和膜分離區(qū),并均配備一套曝氣系統(tǒng)及50 套MBR 膜組件。好氧反應(yīng)池通過池底鋪設(shè)的曝氣裝置不間斷地進(jìn)行曝氣, 以降解污水中的有機(jī)物, 去除水中的BOD 和COD。同時(shí)不間斷的曝氣還可起到清洗膜組件, 保持膜表面清潔的作用。生物降解后的水在虹吸和濾液自吸泵的抽提作用下通過MBR, 濾過液經(jīng)由MBR集水管匯集到清水池/反洗水池排出。通過膜的高效截留作用, 全部細(xì)菌及懸浮物均被截流在曝氣池中,有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌及其

27、他細(xì)菌的截流、生長和繁殖以及系統(tǒng)硝化效率、COD 去除率等各項(xiàng)指標(biāo)的提高, 反應(yīng)時(shí)間也大大縮短; 同時(shí)大的有機(jī)物被截留在池內(nèi), 使之得到最大限度的降解。該池的水力停留時(shí)間約為5 h, 有效體積為1 m5 m500 m=2 500 m31.2.5 濾液排放泵及真空泵真空泵的作用是制造虹吸為清水泵的工作創(chuàng)造條件; 濾液排放泵的作用是將生物降解后的水在抽提作用下通過MBR, 濾過液經(jīng)由MBR 集水管匯集到清水池/反洗水池排出。1.2.6 反洗及化學(xué)反洗系統(tǒng)MBR 系統(tǒng)設(shè)置一套反洗及化學(xué)反洗系統(tǒng), 此系統(tǒng)是由反洗水泵、次氯酸鈉加藥系統(tǒng)及檸檬酸加藥系統(tǒng)構(gòu)成。為了保證MBR 膜組件具有良好的水通量, 能持

28、續(xù)、穩(wěn)定地出水, 需定期對MBR 膜組件進(jìn)行反洗。一套膜組件反洗的水量約為1 m3。1.2.7 化學(xué)清洗系統(tǒng)MBR 系統(tǒng)設(shè)置一套化學(xué)清洗系統(tǒng), 此系統(tǒng)由清洗循環(huán)水泵、次氯酸鈉加藥系統(tǒng)、檸檬酸加藥系統(tǒng)、雙向泵、吊車構(gòu)成。在MBR 運(yùn)行約半年至一年間( 具體時(shí)間需根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)以及設(shè)備運(yùn)行情況確定) 需對膜組件進(jìn)行徹底的化學(xué)清洗。每次化學(xué)清洗結(jié)束后, 化學(xué)清洗槽內(nèi)的廢液排至污水井, 經(jīng)中和后由污水井排放泵送到原水池。結(jié)論我國是能源消耗大國, 國家對節(jié)能降耗的工作一直抓得很緊, 每m3 污水處理的費(fèi)用降1 分錢, 全國累計(jì)起來就是驚人的數(shù)字, 根據(jù)以上計(jì)算僅采用國產(chǎn)新型倒傘曝氣機(jī)每處理1 m3 污水就

29、能降1 角錢的電費(fèi), 全國所有污水處理廠的高耗能同類設(shè)備,都能用該設(shè)備替代, 將產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。高壓脈沖法應(yīng)用于化肥工業(yè)水處理我國水資源現(xiàn)狀與日益增加的需求之間出現(xiàn)的矛盾令人堪憂。據(jù)估計(jì), 我國人均水資源占有量僅2200m3, 相當(dāng)于世界人均水資源的25%, 并且我國水污染現(xiàn)狀嚴(yán)重。干旱缺水已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。在有限的水資源中水污染問題又加劇了我國的水資源短缺。為了促進(jìn)我國社會和經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展, 對工業(yè)用水, 特別是化肥工業(yè), 既要厲行節(jié)約, 又要綜合治理, 變廢為寶, 循環(huán)利用, 大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。1 化肥工業(yè)污廢水化肥工業(yè)中的污廢水主要包括: 原水處理濾

30、池和冷卻塔回水旁濾池的反洗水、脫鹽系統(tǒng)的再生廢水、冷卻塔排污水、生活污水、廠區(qū)工藝水及鍋爐排污水等。這些工業(yè)污廢水, 直接排放, 對環(huán)境有極大的污染。傳統(tǒng)水處理工藝中采用的吸附、絮凝及生物法往往不能達(dá)到滿意的去除效果。2 化肥工業(yè)污廢水處理化肥工業(yè)污廢水是一種工業(yè)廢水, 其中含有大量的NH3 - N、懸固物、酸堿鹽、重金屬、有機(jī)物、膠狀物、氧化劑、油脂等, 這種污廢水的臟污程度主要用以下的指標(biāo)表示:NH3 - N 濃度、懸固物含量( TDS) 、酸堿度( pH) 、COD、BOD以及色度等。所謂pH 值是指污廢水中的酸堿度, 反映工業(yè)廢水排放的酸堿的程度。當(dāng)pH 值大于7 時(shí), 廢水呈堿性;

31、當(dāng)pH 值小于7 時(shí), 廢水呈酸性; 當(dāng)pH 值等于7 時(shí), 該水呈中性。所謂COD 是指化學(xué)需氧量。化學(xué)需氧量是指在酸性條件下,用該氧化劑將有機(jī)物氧化為CO2 、H2O 所消耗的氧量。一般處理污廢水的方法有: 物理法、化學(xué)法、生物法等,然后再加以循環(huán)利用。在化肥工業(yè)近期綜合整改中采用多種方法并用的水處理措施, 文獻(xiàn)對污廢水中NH3-N 濃度提出了治理方法, 其它污廢水經(jīng)去污處理后達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)直接排放, 有些污廢水經(jīng)去污處理后再循環(huán)利用。但這些方法或工藝技術(shù)工程較大, 水處理過程較復(fù)雜,成本較高, 并且在一定程度上還存在環(huán)境污染問題。3 高壓脈沖法原理近年來高電壓技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究

32、越來越多, 應(yīng)用高壓脈沖放電對污染廢水進(jìn)行處理也引起了各國研究人員的興趣。高壓脈沖法降解廢水的基本原理: 高功率瞬態(tài)脈沖放電所產(chǎn)生的大量氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基團(tuán)和高速等離子體流,可以破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的污染有機(jī)物分子; 脈沖放電產(chǎn)生大量自由電荷可以吸附在懸浮物顆粒上從而使懸浮物顆粒帶電易于沉淀; 脈沖電壓加在電極上形成強(qiáng)電場使重金屬離子和各種鹽離子沿電場運(yùn)動(dòng)從而在電極上析出重金屬, 可以使廢水的色度、COD、BOD 等指標(biāo)大大改善。脈沖高壓處理各類典型污染物分子還有著處理速度快, 效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。有人提出一種高壓脈沖法的電源線路，該電路是由高壓脈沖電壓電路、直流電壓電路和電源保護(hù)器三部分組成。高壓

33、脈沖電壓電路可產(chǎn)生電壓約20kV、脈寬約250ns、重復(fù)頻率10 25Hz 的脈沖電壓; 直流電壓電路可產(chǎn)生10 100V 可調(diào)直流電壓, 其電流可達(dá)數(shù)十至數(shù)百安培; 電源保護(hù)器是為了防止高壓脈沖電壓擊壞直流電路而設(shè)置的, 因?yàn)橹绷麟妷褐挥?0 100V, 而脈沖電壓可達(dá)20kV, 假如沒有電源保護(hù)器的話, 直流電源將會擊穿; 當(dāng)用了電源保護(hù)器后, 可保證高壓脈沖電壓施加至廢水處理池,也能獲得10 100V 的直流電源, 但直流電源不至于損壞。4 高壓脈沖法在化肥工業(yè)水循環(huán)中的應(yīng)用在化肥工業(yè)中實(shí)行包括綜合水處理、廢水處理、水循環(huán)以及產(chǎn)品回收在內(nèi)的水管理的基礎(chǔ)上, 可以把高壓脈沖法應(yīng)用于化肥工業(yè)

34、水管理中的廢水處理過程。該處理方式是將各股排水如濾池反洗水、樹脂床層再生水、冷卻塔排污水、生活污水等均集中統(tǒng)一處理, 主要措施就是在各廢水處理池中增加電極裝置, 將高壓脈沖電源加在電極裝置上。由于高壓脈沖放電產(chǎn)生的大量的具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基團(tuán)和高速等離子體流, 能破壞穩(wěn)定的有機(jī)分子結(jié)構(gòu); 高壓脈沖放電產(chǎn)生強(qiáng)磁場和大量的自由電荷, 使得廢水中的懸浮顆粒和膠狀物荷電, 利于吸附和沉淀, 并且重金屬可在電極裝置處析出。高壓脈沖法體積小, 成本不高, 并且由于具有較強(qiáng)的去污能力, 減輕了物理、化學(xué)和生物法去污裝置的去污壓力, 可以簡化整個(gè)廢水處理和水循環(huán)系統(tǒng), 節(jié)省去污物料, 降低污廢水綜合治理

35、成本。結(jié)論利用高壓脈沖法, 綜合治理和循環(huán)利用工業(yè)廢水, 形成循環(huán)利用鏈, 不僅環(huán)保, 而且可以節(jié)省大量水費(fèi)和緩解當(dāng)前水資源緊張局面, 是化肥工業(yè)實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。上下向流BAF處理化肥廠工業(yè)廢水的中試西北地區(qū)某石化公司化肥廠有兩套54 萬t /h的合成氨裝置, 排放廢水10 000 m3 /d。經(jīng)調(diào)查表明,化肥廠外排廢水含尿素、甲醇、裝置泄漏的氨氣和少量氰化物等污染物質(zhì), COD 在100 250 mg/L, 氨氮10 100 mg/L、懸浮物 50 mg/L, 能滿足GB 89781988 的二級排放標(biāo)準(zhǔn), 但遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到回用作循環(huán)水補(bǔ)水的指標(biāo)。近年來, 由于企業(yè)發(fā)展對工業(yè)水的需求

36、量逐年增加, 意識到污水回用作循環(huán)冷卻水補(bǔ)水將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。因此, 選用占地面積少、生物量大、處理能力強(qiáng)的曝氣生物濾池(BAF) 工藝對外排廢水進(jìn)行可生化性研究, 使廢水達(dá)到回用指標(biāo)。掛膜處理實(shí)驗(yàn)期間上下向流工藝同時(shí)運(yùn)行, 以比較其出水水質(zhì)來評價(jià)效果的好壞。上向流工藝采用氣水同向流, 下向流工藝采用氣水逆向流, 反沖洗采用此裝置的工藝出水, 氣水均自下而上流經(jīng)陶粒層。由于要處理的廢水為不易生物降解的低濃度廢水, 所以采用接種強(qiáng)化掛膜, 以加強(qiáng)掛膜效果, 減少掛膜時(shí)間。將廢水處理廠污泥回流池剩余活性污泥直接加入反應(yīng)柱中, 同時(shí)加入一定量的有機(jī)及無機(jī)營養(yǎng)物營養(yǎng)物的投加按m(C) m

37、(N) m( P) = 100 5 1以保證微生物生長的需要, 然后悶曝3 d。3 d 后小流量間斷進(jìn)待處理廢水, 使微生物逐漸適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì), 待出水變清澈后, 逐漸增加廢水流量, 直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。經(jīng)過20 d 的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn), CODCr 去除率穩(wěn)定在70%, 確認(rèn)掛膜完成。兩種工藝對氨氮的去除效果比較上向流具有更好的脫除氨氮的能力, 出水的氨氮低于下向流出水。當(dāng)氨氮負(fù)荷為0.4 kg/(m3d) 時(shí), 上向流出水氨氮8 mg/L, 下向流出水氨氮15 mg/L, 表現(xiàn)出優(yōu)異的硝化反硝化功能。結(jié)合硝酸根和亞硝酸根的數(shù)據(jù)表明: 在離BAF 柱底部2 m 處存在一個(gè)氨氮脫除的突變點(diǎn)。關(guān)于上向流

38、工藝較佳的去除氨氮的機(jī)理還在進(jìn)一步探索中。兩種工藝對COD 的去除效果比較在正常運(yùn)行初期下向流工藝表現(xiàn)出比上向流工藝更好的處理能力, 在COD 負(fù)荷1.2 kg/(m3d) 下, 下向流出水COD 50 mg/L, 去除率70%。隨著運(yùn)行周期的延長, 上向流的出水水質(zhì)變好, 對COD 的去除率增加, 在COD 負(fù)荷為3.49 kg/(m3d) 時(shí), 出水COD 45 mg/L, 去除率為89.5%, 下向流出水COD 為123 mg/L。兩種工藝對出水濁度的去除情況兩種工藝能夠顯著降低濁度, 平均去除率達(dá)99%, 尤其是上向流出水, 在較低曝氣比時(shí),出水濁度和懸浮物都較低, 這說明陶粒表面的生

39、物膜發(fā)揮了生物氧化和截留作用, 使廢水中的懸浮物在較短水力停留時(shí)間內(nèi)得到去除。上下向流工藝出水pH 的變化情況化肥廢水氨氮含量高, 偏堿性, 通過曝氣生物濾池后, 由于氨氧化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用, 將廢水中的氨氮和有機(jī)胺轉(zhuǎn)化為亞硝酸根和硝酸根, 從而使出水堿度下降。尤其是上向流工藝, 出水pH 平均下降1 個(gè)單位, 最高降低2 個(gè)單位。若回用到循環(huán)水系統(tǒng), 將減少工藝加酸量, 減少換熱器的結(jié)垢和垢下腐蝕。上下向流工藝反沖洗效果比較實(shí)驗(yàn)期間還發(fā)現(xiàn)下向流工藝易于堵塞, 反沖洗頻率高; 而上向流工藝具有反沖洗次數(shù)少, 反沖洗周期長的優(yōu)點(diǎn), 且下向流工藝抗有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷沖擊的能力弱于上向流。因此綜

40、合考慮工程應(yīng)用上優(yōu)選上向流工藝。結(jié)論同時(shí)運(yùn)行上下向流BAF 裝置處理化肥工業(yè)廢水, 使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)回用。實(shí)驗(yàn)表明上向流工藝比下向流工藝有如下的優(yōu)勢:( 1) 在降解有機(jī)物去除COD 方面, 上向流表現(xiàn)出逐漸增加的能力, 在COD 負(fù)荷為3.49 kg/(m3d)時(shí), 出水COD45 mg/L, 去除率為89.5%。( 2) 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間, 上向流工藝的脫氨氮能力非常出色, 當(dāng)氨氮負(fù)荷為0.4 kg/(m3d) 時(shí), 上向流出水的氨氮為8 mg/L, 脫除率為82%。( 3) 在實(shí)驗(yàn)初期, 上向流出水的濁度高于下向流出水, 但隨著裝置的運(yùn)行, 上向流陶粒的微生物膜的濃度增加, 對進(jìn)水懸浮物的捕

41、集作用明顯, 上向流出水越來越清澈, 對濁度的去除率為99%。( 4) 上向流工藝出水堿度明顯降低, 當(dāng)回用于循環(huán)水補(bǔ)水時(shí), 將降低系統(tǒng)的加酸量, 減輕設(shè)備的腐蝕, 維持裝置的長周期運(yùn)行。遼河化肥廠水處理今昔遼河化肥廠是我國70 年代首批從國外引進(jìn)的13 家大化肥廠之一, 二十多年來已生產(chǎn)尿素一千多萬噸，為我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn)。我們對其中的水處理裝置由陌生到了解、熟悉、掌握, 使之裝置日益完善, 工藝指標(biāo)逐步改進(jìn), 操作水平不斷提高, 生產(chǎn)能力顯著增大。撫今憶昔, 對走過的歷程做一回顧和總結(jié), 會使我們的工作經(jīng)驗(yàn)更加豐富。這里重點(diǎn)介紹遼河化肥廠二十年中預(yù)處理、脫鹽水、循環(huán)水等方面的技術(shù)

42、改造和改進(jìn)。擴(kuò)大生產(chǎn)能力二十年來, 遼河化肥廠已由單一的尿素生產(chǎn)廠擴(kuò)大為集化肥、石油加工、塑料加工、熱電生產(chǎn)為一體的集團(tuán)公司, 工業(yè)用水量隨之增加, 因此, 對預(yù)處理和脫鹽系統(tǒng)的擴(kuò)建勢在必行。預(yù)處理把原來兩個(gè)澄清池串聯(lián)運(yùn)行改為并聯(lián)運(yùn)行, 新增兩座處理水能力為454 m3/ h 的砂濾池, 一座容積為354 m3的清水罐和一套加灰系統(tǒng), 使老澄清池出水只供化肥使用。新澄清池處理水量可達(dá)800 1 000 m3/ h, 除供熱電廠、有機(jī)廠等用去200 300 m3/ h 外, 還有余量供今后企業(yè)的發(fā)展。脫鹽系統(tǒng)是缺口最大的裝置。原有的三個(gè)系列順流再生樹脂床產(chǎn)水量為152 t/ h, 這遠(yuǎn)不能滿足后

43、序的需求量。在1989 年已上了一個(gè)系列的浮動(dòng)床, 產(chǎn)水量在180 t/ h 左右。熱電廠建成投運(yùn)后, 加之開停車用水、尿素水煮期間用水、樹脂床再生用水等, 這樣的產(chǎn)水量也不能維持正常生產(chǎn), 1993年又新上一個(gè)系列的浮動(dòng)床, 產(chǎn)水量也是180 t/ h。擴(kuò)建后的脫鹽系統(tǒng)共有五個(gè)系列, 總產(chǎn)水量最高可達(dá)400 t/ h, 不但能滿足現(xiàn)有各工廠用水, 也為今后企業(yè)的發(fā)展提供了水量。水處理的技術(shù)改造生產(chǎn)二十年來, 水處理系統(tǒng)進(jìn)行了許多卓有成效的技術(shù)改造及工藝方面的改進(jìn)。預(yù)處理是搞好水質(zhì)的基礎(chǔ), 這是從生產(chǎn)實(shí)踐中得出的經(jīng)驗(yàn)。預(yù)處理能否正常運(yùn)行, 關(guān)系到脫鹽水和循環(huán)水, 因此把好預(yù)處理運(yùn)行關(guān)是搞好水質(zhì)

44、的關(guān)鍵。遼河化肥廠開車時(shí)用美方提出的使用硫酸鋁作為澄清池混凝劑, 加石灰軟化, 運(yùn)行尚好。但由于預(yù)處理的裝置是美國LA 公司提供, 冷卻水的化學(xué)處理是BET Z 公司技術(shù), 兩公司在設(shè)計(jì)上的脫節(jié)造成了循環(huán)水水質(zhì)發(fā)生問題。預(yù)處理水量有70% 80%用于循環(huán)水補(bǔ)水, 使用鋁鹽作混凝劑出現(xiàn)了循環(huán)水水色發(fā)白, 濁度增高( 最高達(dá)120 mg/ L, 平均50 60 mg /L) , 循環(huán)冷卻系統(tǒng)設(shè)備腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重, 經(jīng)分析, 是鋁離子后移引起。為了解決這個(gè)問題, 曾改用硫酸亞鐵作混凝劑, 混凝效果較好, 循環(huán)水濁度穩(wěn)定在10 mg/ L 左右, 濃縮倍數(shù)有所提高, 鐵離子后移比鋁離子少,。循環(huán)水的補(bǔ)水

45、量、排污量、加藥量均比使用鋁鹽時(shí)減少, 降低了循環(huán)水成本, 改善了水質(zhì)狀況。用硫酸亞鐵作混凝劑也不是沒有問題, 由于銹核的產(chǎn)生使設(shè)備點(diǎn)蝕現(xiàn)象加重, 設(shè)備腐蝕率加大。鋁鹽作混凝劑時(shí)腐蝕率不到010254 mm/ a, 鐵鹽作混凝劑腐蝕率達(dá)01127 mm/ a左右,。為此, 遼河化肥廠根據(jù)不同原水及兩種無機(jī)混凝劑的特點(diǎn), 做了多次實(shí)驗(yàn), 揚(yáng)優(yōu)抑短, 適當(dāng)混加, 保證澄清池出水不但滿足脫鹽要求, 也滿足循環(huán)水補(bǔ)水要求, 徹底解決了由于補(bǔ)水原因帶來的循環(huán)水濁度高和腐蝕率增大的問題。另外，還對砂濾池進(jìn)行了改造, 把濾池底部原整個(gè)的集水區(qū)改為排管式; 把濾帽改為濾網(wǎng)，濾池內(nèi)加空氣吹洗管線提高反洗效率;

46、這些分別解決了濾池底板變形、濾板產(chǎn)生裂縫、膨脹螺栓被拱起、濾帽脫落、鐘罩周邊斷裂等問題, 穩(wěn)定了生產(chǎn),提高了出水質(zhì)量。脫鹽再生廢堿液的回收由美國引進(jìn)的脫鹽裝置采用的是順流再生工藝, 這種工藝有其優(yōu)點(diǎn), 如操作方便、設(shè)備簡單等, 但卻存在著再生效果差，酸、堿比耗高的缺點(diǎn)。在脫鹽工藝中, 不論是樹脂床的運(yùn)行還是再生, 都是離子交換樹脂與溶液中離子間的交換過程, 樹脂對不同的離子有不同的交換能力。其交換勢按水流方向依次分層, 進(jìn)水一端為交換勢較強(qiáng)的離子, 如SO42- 、NO3- 、Ca2+ 、Mg2+ 離子等;出水一端為交換勢較弱的離子, 如Na+ 、SiO32- 等。在實(shí)際使用中, 由于各部位離

47、子交換劑的再生程度不同, 在交換器內(nèi)同一斷面上水的流速也不完全相同, 床層中的離子分布并不是一個(gè)理想的斷面。再生時(shí), 再生液自上而下地移動(dòng), 與上部完全失效的樹脂發(fā)生交換而生成鹽類, 這些鹽類流經(jīng)樹脂層底部時(shí), 就將原來沒有完全失效的殘留交換容量排帶出來, 隨再生廢液流出, 這是很不經(jīng)濟(jì)的。遼河化肥廠每次再生兩床時(shí)實(shí)際耗酸1 913 kg , 耗堿1 497 kg , 再生劑比耗分別為51 15 和5175, 是設(shè)計(jì)值的21 74 倍和21 05 倍, 這無疑是極大的浪費(fèi),所以進(jìn)行廢液的回收工作。首先, 分析再生廢液中堿濃度、Cl-、S O42- 、S iO2。當(dāng)進(jìn)堿50 min 后, 廢液中

48、堿濃度已達(dá)3%以上( 正常用4%的堿液再生) , 各離子含量已很少, 可以回收作為下次再生時(shí)前50 min 的再生液。實(shí)踐證明, 這樣運(yùn)行既節(jié)省了再生液用量, 也提高了再生效果。自從回收廢堿液以后, 堿單耗由以前的11 02 kg / ( m3 H2O)降到01 61 kg/ ( m3H2O) , 降低了40%, 每年液堿費(fèi)用節(jié)省約40萬元。循環(huán)水配方的改進(jìn)水質(zhì)穩(wěn)定是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù), 搞水質(zhì)工作的人常講: 水質(zhì)穩(wěn)定工作是三分藥劑, 七分管理。這七分管理決不單指操作管理, 在現(xiàn)代化工企業(yè)中, 管理工作的很大成分是技術(shù)管理。比如: 水質(zhì)穩(wěn)定中的藥劑是否合理, 添加劑能否協(xié)同, 分析方法能否反

49、應(yīng)實(shí)際運(yùn)行情況, 加藥點(diǎn)設(shè)置及加藥方式是否適應(yīng)生產(chǎn)等, 這些都要求我們?nèi)婵紤], 防止片面性。遼河化肥廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)的常規(guī)處理一直采用BETZ 公司提供的配方, 即用B 407C清洗( 主要成分: 異丙醇30%31%, 乙醇2%, 磺化琥珀酸二- 2- 乙基乙酯鈉鹽16%) ; 用B ) 807C 預(yù)膜( 其中六偏磷酸鈉80%, 硫酸鋅20%) ; 正常運(yùn)行用六偏磷酸鈉防腐蝕; 用B) 419C 阻垢( 主要成分: 乙二胺四甲叉膦酸鈉5% 6%, 聚丙烯酸鈉22% 23%, 苯駢三氮唑1% 2%) 。在試車過程中, 外技人員強(qiáng)調(diào)冷卻水高pH 低劑量0處理的優(yōu)越性, 要求嚴(yán)格控制好朗格利指數(shù)、穩(wěn)

50、定指數(shù)、磷酸鈣飽和指數(shù)。結(jié)果所有解體檢查的冷換設(shè)備淤積堵塞嚴(yán)重。碳鋼材質(zhì)的設(shè)備不僅淤積結(jié)垢, 且垢下腐蝕嚴(yán)重, 銹瘤密布, 回水監(jiān)測掛片腐蝕率最高達(dá)1 6 mm/ a 以上, 平均1 37 mm/ a,超過標(biāo)準(zhǔn)3 倍。在此期間, 加氯殺菌效果極差, 涼水塔頂布水板上淤泥聚積, 藻類叢生, 布水孔多次堵塞, 極大地降低了冷卻效率。經(jīng)過認(rèn)真研究, 認(rèn)為發(fā)生上述狀況的根本原因是循環(huán)水的pH 值過高, 如果降低pH 值, 使其保持在微酸性介質(zhì)中, 將會大大減小系統(tǒng)沉積結(jié)垢傾向, 充分發(fā)揮液氯殺菌效果, 從而扭轉(zhuǎn)局部嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象, 提高磷系配方處理效果。pH 值控制在61 5 71 0 范圍內(nèi), 緩蝕劑

51、用量由515 mg / L 提高到71 5 mg / L。遼河化肥廠以這樣的工藝配方運(yùn)行至今, 腐蝕、結(jié)垢現(xiàn)象減至最輕, 有些換熱器已十幾年未打開, 運(yùn)行仍相當(dāng)理想。涼水塔的修復(fù)改造循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷卻塔是70 年代初從美國瑪利(Maly) 公司引進(jìn)的600 型橫流風(fēng)力通風(fēng)式冷卻塔, 該塔經(jīng)過近20 年的運(yùn)行后, 已經(jīng)到了修復(fù)改造的年限。對此, 遼河化肥廠于1991 年邀請了上海華泰環(huán)境工程設(shè)備有限公司對該塔的熱工性能進(jìn)行了測試; 于1993 年又邀請了美國瑪利公司的專家對該塔的構(gòu)筑物部分進(jìn)行了強(qiáng)度和質(zhì)量檢查。根據(jù)冷卻塔的檢測及現(xiàn)狀, 決定對該塔的構(gòu)筑物進(jìn)行修復(fù)與改造。其中填料( 包括玻璃鋼吊

52、架) 全部更換為8 PVC 棒狀填料。TU 12 型收水器( 包括膠合板框架及密封膠木板) 、風(fēng)機(jī)平臺板、布水槽板、濺水閘及靶式噴頭全部更新, 格室之間的隔板、風(fēng)機(jī)平臺側(cè)面攔鑲板、便門等全部更新。對塔的承重立柱全部更換, 結(jié)構(gòu)件根據(jù)檢查結(jié)果更換, 同時(shí)更換連接件, 如機(jī)制螺栓(自制) 、墊片(自制) 、陶瓷環(huán)、玻璃鋼模壓件、抗剪板、膠木板及木隔板等, 改變其老化及陳腐現(xiàn)狀。冷卻塔被更換下來的收水器木構(gòu)件及塔結(jié)構(gòu)件, 視情況選擇質(zhì)量好的做為塔南北樓梯、風(fēng)機(jī)平臺扶攔、布水槽扶攔、百葉窗斜桿及積水池人行道組件的修復(fù)。另外, 還對兩條供水紅木管的支托架進(jìn)行修復(fù)校正或更換。更換改造工作是逐塔依次進(jìn)行的,

53、 從1995 年10 月大檢修開始, 直到1998 年5 月結(jié)束。其間, 對改造后的塔和未改造的塔進(jìn)行了熱工性能的對比測定, 按美國CTI 頌發(fā)的/ 水投運(yùn), 以生水直接做補(bǔ)充水。全有機(jī)配方CW1983 自投運(yùn)以來, 到目前已運(yùn)行了三年多時(shí)間, 通過對機(jī)組的真空及循環(huán)水掛片的測試, 各機(jī)組凝汽器真空均保持在正常范圍, 且從未出現(xiàn)過系統(tǒng)循環(huán)水泄漏現(xiàn)象, 這說明該循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定, 阻垢緩蝕效果良好。掛片測試結(jié)果, H62黃銅的腐蝕率在1 001 8 1 003 1 mm/ a,遠(yuǎn)低于國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)1 05 mm/ a。掛片表面無垢, 無腐蝕點(diǎn),個(gè)別掛片表面有少量粘泥附著。結(jié)論全有機(jī)配方CW 19

54、83 在該循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用以來, 阻垢和緩蝕效果良好。采用高硬度、高堿度的生水做補(bǔ)充水, 不設(shè)預(yù)處理裝置,降低了成本。系統(tǒng)不加酸, 不調(diào)pH 值, 實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水的堿性運(yùn)行, 杜絕了加酸操作事故?；势髽I(yè)污水處理技術(shù)研究與應(yīng)用1 概述化肥廠廢水中的主要超標(biāo)污染物指標(biāo)為氨氮、COD，水質(zhì)具有氨氮含量高的特點(diǎn)，且此類污水的可生化性較差（主要是化學(xué)需氧量較低和氨氮含量較高）。氨氮是引起水體富營養(yǎng)化和污染環(huán)境的一種重要污染物質(zhì)。目前我國幾乎所有的受污染水域中，氨氮都是主要的污染物之一，進(jìn)入水體可以引起水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，使排放受到嚴(yán)格限制。水體富營養(yǎng)化已經(jīng)危害農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等諸多行業(yè)，也對飲水

55、衛(wèi)生和食品安全構(gòu)成了巨大的威脅。水體污染特別是水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的影響因素?；使I(yè)廢水中常含有高濃度氨氮，是廢水中氨氮主要來源之一。因此，如何去除化肥工業(yè)廢水中的氨氮成了當(dāng)今廢水處理中的一個(gè)重要問題?；蕪S廢水主要來自合成氨、尿素車間的高濃度氨氮廢水，這部分廢水氨氮主要存在形式為無機(jī)氨。綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化肥廠面臨的環(huán)境壓力日趨嚴(yán)格，為了經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要，切實(shí)解決污水達(dá)標(biāo)排放是企業(yè)當(dāng)前的迫切任務(wù)。2 化肥污水特性及處理難點(diǎn)化肥廢水雖經(jīng)源頭治理，外排污水量、水質(zhì)大為減少，但還是有少量污染物超標(biāo)外排?；饰鬯?jīng)治理后外排水中超標(biāo)物一般為COD、NH3-N、氰化物、硫化

56、物、SS。其中SS、氰化物、硫化物經(jīng)加藥處理沉淀，大多可除去，余少量進(jìn)入生化池也易除去，不會成為問題。而COD 含量一般不大，同NH3-N 比值為12:1，除NH3-N 反應(yīng)后為反硝化處理，需NH3-N 含量的46 倍COD 來滿足反硝化的反應(yīng)，而進(jìn)水COD 僅是12 倍，光滿足反硝化也不夠，所以化肥廠除COD 不是關(guān)鍵，化肥污水中COD 不是多了，而是少了，還需另外再補(bǔ)充，一般補(bǔ)甲醇或其殘液來滿足反硝化之需。綜上可見，化肥污水主要污染源是NH4-N。含氨污水一直是污水處理中一種極難處理的污水，也是處理成本很大的污水，這是因?yàn)椋夯饰鬯蠧OD 較易處理，COD/BOD 比值0.35，且處理成