氮肥工業廢水處理設計及運轉

我國年生產合成氨30萬噸，尿素52萬噸的大氮肥裝置按原料性質劃分主要有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，產生的廢水水質不同，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、生化相結合的方法處理廢水，包括灰沉降單元、化學處理單元和生化處理單元。灰沉降單元主要利用顆粒重力沉降作用去除灰份；化學處理單元通過投加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。rYV1
關鍵詞：氮肥尿素灰沉降rYV1
概況rYV1
　　我國年生產合成氨30萬噸，尿素52萬噸的大氮肥裝置按原料性質劃分主要有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，產生的廢水水質不同，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、生化相結合的方法處理廢水，包括灰沉降單元、化學處理單元和生化處理單元。灰沉降單元主要利用顆粒重力沉降作用去除灰份；化學處理單元通過投加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。rYV1
1.工藝流程介紹rYV1
　　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進入污水汽提塔脫除NHrYV1
3、H2S后，經化學處理單元處理,脫除重金屬V、Ni后，送入均衡池。rYV1
　　生化處理單元主要處理經化學單元處理后的廢水、合成氨裝置的CO2洗滌水、尿素裝置工藝冷凝液、生活污水、經過隔油池處理的罐區污染雨水，這五股來水首先進入反硝化池，與回流污泥經推流式攪拌機混合均勻，發生反硝化反應；然后水經底部回流窗進入硝化池發生硝化反應；硝化后的水在鼓風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漂浮；脫氣后的水最終在二沉池內進行泥水分離，澄清后的水經溢流堰流入暴雨調節池外排。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；整個A/O工藝采取A、B兩個系列并列運行,處理水量1200m3/d。rYV1
流程圖如下：rYV1
2、主要工藝設備及構筑物rYV1
單元rYV1
名稱rYV1
規格rYV1
附屬設備rYV1
數量rYV1
設計運行參數rYV1
灰沉降單元rYV1
灰沉降罐rYV1
立式：φ：8000mm,H：3400mmrYV1
配刮泥機，刮板式，φ8000mm,n:0.072r/min線速：0.03m/s,電機功率：8.6kwrYV1
1座rYV1
水力停留時間4小時rYV1
回水容器rYV1
臥式：V：28m3φ：2.8m，H：1.1mrYV1
配6000V高壓泵，Q：41m3/h，H：713.6mrYV1
廢水汽提塔rYV1
立式：φ1200×25200mmrYV1
1.5″拉西環填料13.8m3rYV1
化學處理單元rYV1
反應器1rYV1
立式，V:5.5m3,φ:2.8m,H:1.8m，機械反應式rYV1
配推進式ST-GPR-1.5型，φ400mm攪拌機rYV1
水力停留時間15minrYV1
反應器2rYV1
反應器3rYV1
立式，V:1.35m3,φ:1.0m,H:1.5m，機械反應式rYV1
配推進式ST14-GPR-0.2型，φ400mm攪拌機rYV1
澄清池rYV1
機械攪拌式，V：51m3，φ：5.0m，H：4.6mrYV1
配刮泥機，刮板式，φ5000mm,n:0.072r/min線速：0.0167m/s,電機功率：0.4kwrYV1
水力停留時間3小時rYV1
生化處理單元rYV1
硝化/反硝化池rYV1
硝化區體積：318m3，反硝化區體積：205m3rYV1
配推進式n:90r/min,φ480mm,N:3.7kw液下混合器rYV1
2座rYV1
水力停留時間21小時rYV1
均衡池/事故池rYV1
均衡池體積：720m3，rYV1
事故池體積：300m3rYV1
二沉池rYV1
V：140m3,表面負荷q:1.0m3/m2*h，沉淀面積：47m2，中心進水，四周出水輻流式。rYV1
中心轉動φ：11200mm，n:0.09r/min虹吸式吸泥機rYV1
水力停留時間5.6小時rYV1
脫氣池rYV1
矩形，V：16m3rYV1
配推進式φ400mm攪拌機rYV1
水力停留時間30minrYV1
回流污泥池rYV1
矩形，V：18m3rYV1
回流污泥泵Q：50m3/hrYV1
濃縮池rYV1
輻流式，V：36m3rYV1
隔油池rYV1
矩形，V：300m3rYV1
鼓風機rYV1
D45-81型離心鼓風機，Q=45Nm3/min,N=75kwrYV1
D20-62型離心鼓風機，Q=20Nm3/min,N=20kwrYV1
D45-81三臺，D20-62二臺，rYV1
D45-81向硝化/反硝化池鼓風D20-62向均衡池鼓風rYV1
3、運行效果分析rYV1
3.1灰沉降單元rYV1
該單元設計進水SS≤820mg/l,出水SS≤40mg/l，從運行的效果來看，能滿足碳黑灰份的去除。但在試車階段出現了高壓回水泵葉輪結垢現象，結果導致泵軸斷裂。結垢的主要原因是由更換泵的密封水引起的，原設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度，采用生產水代替透平冷凝液做密封水后，運行不到半個月就出現泵斷軸現象，拆開泵體，發現葉輪表面結了一層致密的碳黑晶體，并且該晶體只有采用NaF、HNOrYV1
3、六次甲基四銨溶液才能清洗掉。由于生產水中總硬度為109mg/l（CaCO3計），密封水經機封流入泵體內與碳黑水循環使用，并且碳黑水溫度可達到138℃，致使鈣鹽在水中的溶解度下降，達到飽和狀態結晶析出。這些結晶體粘附在泵的葉輪上，增大了泵軸的扭矩，導致了泵軸的斷裂。rYV1
3.2化學處理單元rYV1
3.2.1設計水質rYV1
設計水質見表（一）rYV1
表（一）化學處理單元設計水質表rYV1
項目rYV1
COD（mg/l）rYV1
V（mg/l）rYV1
Ni（mg/l）rYV1
NH3-N（mg/l）rYV1
進水rYV1
≤300rYV1
≤52rYV1
≤141rYV1
≤265rYV1
出水rYV1
--rYV1
≤1rYV1
≤4rYV1
3.2.2反應機理rYV1
　　已配好的15%的FeSO4溶液用計量泵加入到反應器1中，同時用NaOH調節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，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，然后在反應器3中投加0.1%陰離子高分子電解質，促進沉淀微晶的長大和凝聚。FeSO4和陰離子高分子電解質的加藥量通過進入反應器1的在線流量計調節。rYV1
3.2.3運行效果評價rYV1
　　原設計V去除率為98%，Ni去除率為97%，但實際平均分別只有60%、12%左右，主要的原因是進水含量V和Ni低的緣故。因此，原設計15%的FeSO4濃度是否應該降低，節約FeSO4的投加量，需要做進一步試驗。rYV1
3.3生化單元rYV1
3.3.1設計水質rYV1
設計水質見表（二）rYV1
表（二）生化處理單元設計水質表rYV1
PHrYV1
SS（mg/l）rYV1
≤1100rYV1
≤80rYV1
6～９rYV1
≤70rYV1
≤100rYV1
≤15rYV1
3.3.2設計特點rYV1
硝化池內安裝PH、D0在線監測儀，PH值的信號傳遞給酸堿計量泵，自動調節泵的沖程，自動控制PH在7.5～8.4，DO的信號傳遞給鼓風管上氣動閥上，自動調節閥門的開度，自動控制DO在2～3mg/l。rYV1
　　在反硝化池內安裝推進式液下混合器，由德國EMU液下混合器股份公司提供。為了保護電動機，設定兩個跳閘溫度：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行啟動。運行幾年來未出現故障，并且檢修方便。rYV1
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