氮肥工業(yè)廢水處理設(shè)計及運(yùn)轉(zhuǎn)

氮肥工業(yè)廢水處理設(shè)計及運(yùn)轉(zhuǎn)摘要：我國年生產(chǎn)合成氨30萬噸，尿素52萬噸的大氮肥裝置按原料性質(zhì)劃分主要有⑴以天然氣為原料，⑵以石腦油為原料，⑶以渣油為原料的三種類型。由于利用原料不同，產(chǎn)生的廢水水質(zhì)不同，廢水處理采取的措施也不一樣。前2種一般采用氨汽提法和酸堿中和法處理廢水。而第3種則采取物理、化學(xué)、生化相結(jié)合的方法處理廢水，包括灰沉降單元、化學(xué)處理單元和生化處理單元?；页两祮卧饕妙w粒重力沉降作用去除灰份；化學(xué)處理單元通過投加NaOH、FeSO4和陰離子高分子絮凝劑，在絮凝作用下除去重金屬V、Ni；生化處理單元采用A/O法去除COD、NH3-N。

關(guān)鍵字：氮肥尿素灰沉降概況我國年生產(chǎn)合成氨30萬噸，尿素52萬噸的大氮肥裝置按原料性質(zhì)劃分主要有⑴以天然氣為原料，⑵以石腦油為原料，⑶以渣油為原料的三種類型。由于利用原料不同，產(chǎn)生的廢水水質(zhì)不同，廢水處理采取的措施也不一樣。前2種一般采用氨汽提法和酸堿中和法處理廢水。而第3種則采取物理、化學(xué)、生化相結(jié)合的方法處理廢水，包括灰沉降單元、化學(xué)處理單元和生化處理單元?；页两祮卧饕妙w粒重力沉降作用去除灰份；化學(xué)處理單元通過投加NaOH、FeSO4和陰離子高分子絮凝劑，在絮凝作用下除去重金屬V、Ni；生化處理單元采用A/O法去除COD、NH3-N。1.工藝流程介紹灰沉降單元主要處理合成氨氣化部分約40T/h的碳黑廢水，碳黑廢水經(jīng)灰沉降罐，除去部分碳黑后，約30T/h送入渣油汽化工段回用，約10T/h進(jìn)入污水汽提塔脫除NH3、H2S后，經(jīng)化學(xué)處理單元處理,脫除重金屬V、Ni后，送入均衡池。生化處理單元主要處理經(jīng)化學(xué)單元處理后的廢水、合成氨裝置的CO2洗滌水、尿素裝置工藝?yán)淠?、生活污水、?jīng)過隔油池處理的罐區(qū)污染雨水，這五股來水首先進(jìn)入反硝化池，與回流污泥經(jīng)推流式攪拌機(jī)混合均勻，發(fā)生反硝化反應(yīng)；然后水經(jīng)底部回流窗進(jìn)入硝化池發(fā)生硝化反應(yīng)；硝化后的水在鼓風(fēng)動力作用下一部分通過上部回流窗回流到反硝化池，一部分經(jīng)溢流堰通過重力作用流入脫氣池脫氣，使附著在活性污泥上的氣泡被釋放，避免活性污泥在二沉池內(nèi)漂??；脫氣后的水最終在二沉池內(nèi)進(jìn)行泥水分離，澄清后的水經(jīng)溢流堰流入暴雨調(diào)節(jié)池外排。污泥一部分回流，一部分與灰沉降器、澄清池底部的污泥一起濃縮脫水外運(yùn)；整個A/O工藝采取A、B兩個系列并列運(yùn)行,處理水量1200m3/d。流程圖如下：2、主要工藝設(shè)備及構(gòu)筑物單元名稱規(guī)格附屬設(shè)備數(shù)量設(shè)計運(yùn)行參數(shù)灰沉降單元灰沉降罐立式：φ：80000mm,HH：3400mmm配刮泥機(jī)，刮板式式，φ8000mmm,n:00.072rr/min線速：0.03mm/s,電機(jī)功率：8.6kkw1座水力停留時間4小小時回水容器臥式：V：28mm3φ：2.8m，H：1.1m配6000V高壓泵泵，Q：41m3/h，H：713.66m1座廢水汽提塔立式：φ12000×252000mm1.5″拉西環(huán)填填料

13..8m31座化學(xué)處理單元

反應(yīng)器1立式，V:5.55m3,φ:2.8mm,H:1..8m，機(jī)械反應(yīng)應(yīng)式配推進(jìn)式ST-GGPR-1..5型，φ400mm攪拌機(jī)1座水力停留時間155min反應(yīng)器2立式，V:5.55m3,φ:2.8mm,H:1..8m，機(jī)械反應(yīng)應(yīng)式配推進(jìn)式ST-GGPR-1..5型，φ400mm攪拌機(jī)1座水力停留時間155min反應(yīng)器3立式，V:1.335m3,φ:1.0mm,H:1..5m，機(jī)械反應(yīng)應(yīng)式配推進(jìn)式ST144-GPR--0.2型，φ400mm攪拌機(jī)1座

澄清池機(jī)械攪拌式，V：：51m3，φ：5.0m，H：4.6m配刮泥機(jī)，刮板式式，φ5000mmm,n:00.072rr/min線速：0.01667m/s,,電機(jī)功率：0.4kkw1座水力停留時間3小小時生化處理單元

硝化/反硝化池硝化區(qū)體積：3118m3，反硝化區(qū)區(qū)體積：205m3配推進(jìn)式n:900r/minn,φ480mmm,N:3..7kw液下混合器器2座水力停留時間211小時均衡池/事故池均衡池體積：7220m3，事故池體積：3000m3

1座

二沉池V：140m3,表面面負(fù)荷q:1.00m3/m2*h，沉淀面積積：47m2，中心進(jìn)水水，四周出水水輻流式。中心轉(zhuǎn)動φ：111200mmm，n:0.009r/miin虹吸式吸泥機(jī)2座水力停留時間5..6小時脫氣池矩形，V：16mm3配推進(jìn)式φ4000mm攪拌機(jī)2座水力停留時間300min回流污泥池矩形，V：18mm3回流污泥泵Q：550m3/h1座

濃縮池輻流式，V：366m32座

隔油池矩形，V：3000m31座

鼓風(fēng)機(jī)D45-81型離離心鼓風(fēng)機(jī)，Q=45NNm3/min,,N=75kkwD20-62型離離心鼓風(fēng)機(jī)，Q=20NNm3/min,,N=20kkwD45-81三臺臺，D20-662二臺，D45-81向硝硝化/反硝化池鼓鼓風(fēng)D20-662向均衡池鼓鼓風(fēng)3、運(yùn)行效果分析3.1灰沉降單元

該單元設(shè)計進(jìn)水SS≤820mg/l,出水SS≤40mg/l，從運(yùn)行的效果來看，能滿足碳黑灰份的去除。但在試車階段出現(xiàn)了高壓回水泵葉輪結(jié)垢現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致泵軸斷裂。結(jié)垢的主要原因是由更換泵的密封水引起的，原設(shè)計該泵的密封水為透平冷凝水，由于試車階段透平冷凝水壓力不足，為了不影響試車的進(jìn)度，采用生產(chǎn)水代替透平冷凝液做密封水后，運(yùn)行不到半個月就出現(xiàn)泵斷軸現(xiàn)象，拆開泵體，發(fā)現(xiàn)葉輪表面結(jié)了一層致密的碳黑晶體，并且該晶體只有采用NaF、HNO3、六次甲基四銨溶液才能清洗掉。由于生產(chǎn)水中總硬度為109mg/l（CaCO3計），密封水經(jīng)機(jī)封流入泵體內(nèi)與碳黑水循環(huán)使用，并且碳黑水溫度可達(dá)到138℃，致使鈣鹽在水中的溶解度下降，達(dá)到飽和狀態(tài)結(jié)晶析出。這些結(jié)晶體粘附在泵的葉輪上，增大了泵軸的扭矩，導(dǎo)致了泵軸的斷裂。

3.2化學(xué)處理單元3.2.1設(shè)計水質(zhì)設(shè)計水質(zhì)見表（一）表（一）化學(xué)處理單元設(shè)計水質(zhì)表項(xiàng)目COD（mg/ll）V（mg/l）Ni（mg/l）NH3-N（mgg/l）進(jìn)水≤300≤52≤141≤265出水--≤1≤4--3.2.2反應(yīng)機(jī)理已配好的15%的FeSO4溶液用計量泵加入到反應(yīng)器1中，同時用NaOH調(diào)節(jié)PH值，PH值控制在9.5～11，加入的二價鐵與易溶的五價釩反應(yīng)，生成難溶的四價釩。最終Ni以Ni（OH）2，V以VO（OH）2的形式沉淀下來，然后在反應(yīng)器3中投加0.1%陰離子高分子電解質(zhì)，促進(jìn)沉淀微晶的長大和凝聚。FeSO4和陰離子高分子電解質(zhì)的加藥量通過進(jìn)入反應(yīng)器1的在線流量計調(diào)節(jié)。3.2.3運(yùn)行效果評價原設(shè)計V去除率為98%，Ni去除率為97%，但實(shí)際平均分別只有60%、12%左右，主要的原因是進(jìn)水含量V和Ni低的緣故。因此，原設(shè)計15%的FeSO4濃度是否應(yīng)該降低，節(jié)約FeSO4的投加量，需要做進(jìn)一步試驗(yàn)。3.3

生化單元3.3.1設(shè)計水質(zhì)設(shè)計水質(zhì)見表（二）表（二）生化處理單元設(shè)計水質(zhì)表項(xiàng)目PHSS（mg/l）COD（mg/ll）NH3-N（mgg/l）進(jìn)水----≤1100≤80出水6～9≤70≤100≤153.3.2設(shè)計特點(diǎn)

硝化池內(nèi)安裝PH、D0在線監(jiān)測儀，PH值的信號傳遞給酸堿計量泵，自動調(diào)節(jié)泵的沖程，自動控制PH在7.5～8.4，DO的信號傳遞給鼓風(fēng)管上氣動閥上，自動調(diào)節(jié)閥門的開度，自動控制DO在2～3mg/l。在反硝化池內(nèi)安裝推進(jìn)式液下混合器，由德國EMU液下混合器股份公司提供。為了保護(hù)電動機(jī)，設(shè)定兩個跳閘溫度：140℃和125℃，在125℃以下，就會自動再啟動，若在140℃被切斷后，必須以手動方式再進(jìn)行啟動。運(yùn)行幾年來未出現(xiàn)故障，并且檢修方便。3.3.3運(yùn)行效果評價生化單元處理水質(zhì)見表（三）表（三）生化處理水質(zhì)表項(xiàng)目月份COD（mg/ll）NH3-N（mgg/l）進(jìn)水出水去除率合格率進(jìn)水出水去除率合格率97.4875.159.993.2%90%75.811.485.0%79%97.11109027.497.5%100%8014.182.4%87%98.4212131.898.5%97%47.48.2782.6%80%98.677353.893.0%100%55.41082.0%87%99.42050.758.697.2%94%41.24.3689.4%96%99.51210.954.0695.6%100%44.883.9491.2%100%從表（二）中可以看出：進(jìn)水COD平均在770～2100mg/l，COD去除率為93%以上，合格率為90%以上。NH3-N在40～80mg/l，NH3-N去除率為82%以上，合格率在87%以上。表明該系統(tǒng)抗COD沖擊能力較強(qiáng)，NH3-N在40mg/l左右低負(fù)荷的情況下去除率為90%左右，而在45～80mg/l，去除率為82%，合格率也略低。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果表明，COD/NH3-N的比值在10～16，NH3-N去除能力較穩(wěn)定，抗NH3-N的沖擊能力也較強(qiáng)。而97年、98年COD/NH3-N的比值則在30以上。正是由于NH3-N長期處于低負(fù)荷運(yùn)行，系統(tǒng)抵御濃度沖擊的能力比較脆弱，從而影響出水合格率。3.3.4運(yùn)行維護(hù)97年二月份COD合格率僅為26%，NH3-N合格率為0，主要原因是系統(tǒng)遭受C0D沖擊，進(jìn)水COD最高值達(dá)到25萬mg/l，遭受COD沖擊不久，系統(tǒng)又遭受NH3-N沖擊，NH3-N達(dá)到3065mg/l，因此整個系統(tǒng)C/N比完全失調(diào)，硝化細(xì)菌基本死亡，整個系統(tǒng)喪失處理NH3-N功能。由于營養(yǎng)過剩，其他類微生物有充足的食料，新陳代謝速度加快，相互間吸附能力減弱，導(dǎo)致污泥松散，沉降性能差，與此同時，硝化細(xì)菌和其他類菌種死亡，“尸體”隨二沉池排放水流出，影響SS的出水水質(zhì)，97年二月份的合格率為78%。處理這種污泥被嚴(yán)重受沖擊的辦法：利用硝化細(xì)菌的自然世代更替規(guī)律（一般為15～30d），引進(jìn)生活污水作其營養(yǎng)源，停止進(jìn)工業(yè)廢水，提高DO至3～4mg/l，優(yōu)先考慮硝化細(xì)菌生長條件，抑制其他菌類的生長。98年9月COD、NH3-N合格率也偏低，也是受COD沖擊的緣故，但沖擊程度沒有97年2月份那么嚴(yán)重，COD最高達(dá)16795mg/l，并且沖擊時間相對較短，一般采取的措施是往硝化/反硝化池投加陽離子高分子電解質(zhì)，投加濃度為10mg/l，一邊鼓風(fēng)曝氣，一邊投加，約1小時后，停止鼓風(fēng)曝氣，凈置，泥水分離，在分離過程中，二沉池中有一些懸浮物隨排水漂走，凈置2小時后，轉(zhuǎn)入鼓風(fēng)曝氣。每天投加一次，待硝化功能恢復(fù)，污泥沉降性能增強(qiáng)，停止投加陽離子高分子電解質(zhì)。98年10月出水NH3-N比進(jìn)水NH3-N還要高，原因是污泥遭受重金屬中毒，由于該裝置污泥脫水單元處于停工狀態(tài)，澄清池的污泥堆積逐漸加厚，致使泥水一起流入生化處理單元，因污泥底部沉積的V、Ni等重金屬，從而導(dǎo)致污泥重金屬中毒。系統(tǒng)中微生物失去活性，出水NH3-N比進(jìn)水NH3-N還要高，二沉池出水顏色呈橙黃色，并發(fā)出惡臭氣味。處理辦法是：利用陽離子高分子電解質(zhì)將具有活性微生物吸附在一起，讓死去的微生物通過二沉池排走。操作方法基本同前，只是發(fā)生中毒時，陽離子高分子電解質(zhì)投加量大，時間持續(xù)長。5、結(jié)束語

1.該處理裝置在解決廢水污染的同時，考慮到灰水的再利用，可以節(jié)約30T/h的脫鹽水。

2.該處理裝置取消初沉池，將硝化、反硝化池