高氨氮煤气化废水处理技术

来源:2023-07-25浏览量:255

我国能源结构的基本特征是“富煤、贫油、少气”,以煤炭为主的资源禀赋是我国的基本国情。依靠我国丰富的煤炭资源,发展以煤为原料的化工产业,特别是以煤气化为龙头的化工产业,是实现煤炭资源洁净高效利用的有效途径,对保障我国的能源供应具有重要意义。我国的煤化工项目多建设在内蒙古、新疆、宁夏等煤炭资源丰富但水资源短缺的地区,项目耗水量大、产生的废水量也大,水质复杂、污染物浓度高,处理难度大。因此,通过高效、稳定的废水处理技术,实现废水回用,是推进污水资源化利用的重要举措,对实现新型煤化工项目可持续发展具有重要意义。本文介绍了一套高氨氮煤气化废水处理工程实例,为同类煤化工废水处理提供参考。

1、工程概况

某化工有限公司煤气化工艺以褐煤为原料,采用BGL碎煤熔渣气化炉技术,生产中间产品液氨,最终产品尿素,同时副产硫磺、焦油、粗酚。本项目废水处理主要包含低温甲醇洗废水、氨酚回收废水、生活化验及其他污水、初期雨水及地面冲洗水、消防事故污水和过滤器反洗排水。出水经脱盐处理回用作为循环水补充水,以再生水代替新鲜水。该废水成分复杂,污染程度高,主要污染物为有机污染物、氨氮和油。经检测,该废水碳氮比较低,可生化性一般,而氨氮浓度较高,因此,氨氮的去除是本废水处理项目的核心。

2、设计规模及进、出水水质

本项目设计水量260m3h-1,处理后满足《循环冷却水用再生水水质标准》(HG/T39232007)的水质要求。设计进、出水水质见表1

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3、处理工艺

3.1 处理工艺选择

本项目采用以隔油、气浮为主的预处理,水解酸化、改良SBR、混凝沉淀、曝气生物滤池为主的生化处理,以及高密度沉淀池、臭氧氧化、滤布滤池为主的深度处理组合工艺,工艺流程见图1

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3.2 主体工艺设计特点

3.2.1 改良SBR工艺

目前国内在高氨氮废水处理上多采用改良型SBR工艺,将SBR工艺进水和曝气时段进行分割,组成多个A/O的串联工艺,经多次硝化与反硝化达到除氮的目的。SBR工艺集曝气、沉淀于一体,节约了沉淀池和污泥、污水回流系统,占地省、运行费用低、设备简单、维护方便;各阶段转化通过时间控制,可满足不同水量、水质、处理要求的需要,运行灵活;对原污水水质、水量变化的适应能力较强,抗冲击负荷能力强,脱氮效率高且稳定;运行方式模块化、程序化,可实现自动化控制。

3.2.2 水解酸化工艺

水解酸化阶段的产物主要为小分子有机物,可生物降解性较好,从而减少了整个生化反应的时间和处理的能耗;池体无须密闭,也无须水、气、固三相分离器,从而降低了造价,更便于维护;出水无厌氧发酵的不良气味,有利于改善污水处理厂周围的环境;反应迅速,池体相对较小,从而节省了大量基建投资;采用升流式多点布水,确保布水均匀,不产生短流,提高了污水的可生化性,降低了SBR池的冲击负荷。

3.2.3 高密度沉淀池工艺

与传统絮凝工艺相比,高密度沉淀池采用载体絮凝技术,是集混凝、污泥循环、斜板(斜管)分离及污泥浓缩等于一体的沉淀工艺。其具有处理效率高、单位面积产水量大的优点,大大节省了土建投资及占地面积;采用高效的斜板(斜管)沉淀,原水在整个池体内被均匀分配,沉淀区上升速度可达2040mh-1,沉淀池下部设置较大的浓缩区,使排放污泥的含固率更高,可达3%14%,无需其他的污泥浓缩设施,有利于后续污泥处理;运行稳定,耐冲击负荷,运行成本低。

3.2.4 臭氧氧化工艺

与常规的消毒方式相比,臭氧氧化能力强,具有快速分解的特征。在整个消毒过程中,多余的氧在30min后又结合成氧分子,不存在任何残留物,从而解决了二次污染问题,同时也省去了消毒结束后的再次清洁。其具有较强的脱色、除臭和除异味能力,杀菌速度快。同时,为了提高臭氧与污水反应的效率,增加了微纳米气泡发生器,极大地提高了臭氧的利用率,减少臭氧的损耗,降低能耗。

3.2.5 滤布滤池工艺

与传统的过滤方式相比,滤布滤池工艺出水水质好且稳定;各盘片独立出水,可监测每个过滤盘片的工作状况,并可独立更换;安装维护简便,不需放空池水;模块化的设计使系统更加灵活,可自动化控制,运行维护简便;水头损失小,无须二次提升,降低了水厂投资和运行费用;滤盘采用垂直排布,全浸没设计,利用较小的占地面积就可保证较大的过滤面积,且无须附属构筑物,土建工程量少,建设周期短。

4、主要处理构筑物及设备参数

4.1 预处理

1)格栅-集水池。

设格栅井1座,尺寸为8m×0.8m×8m,砼结构;安装回转式格栅除污机1台,间隙5mm;螺旋输送压榨机1台,手电两用圆闸门1套。设集水池1座,尺寸为6.2m×3m×8m,砼结构;安装污水提升泵2台。

2)隔油池。

设隔油池2座,尺寸为20m×5m×2.6m,砼结构,水力停留时间2h;安装防爆型刮油机2台,油水分离器2台,防爆型渣油泵2台,重油储槽1台,防爆型排重油泵2台。

3)调节池。

设调节池1座,尺寸为40m×25m×7m,砼结构加盖,水力停留时间24h;安装潜污泵3台,潜水搅拌机4台。

4)气浮池。

采用溶气气浮,设气浮池成套设备2台,处理能力150m3h-1

5)事故池。

设事故池1座,尺寸为37.5m×26.5m×7m,砼结构加盖;安装污水提升泵3台,潜水搅拌机4台。

4.2 生化处理

1)水解酸化池。

设水解酸化池2座,尺寸为20m×12m×7m,砼结构加盖,水力停留时间12h;安装排泥泵2台。

2)改良SBR池。

SBR8座,尺寸为50m×20m×7.5m,砼结构;安装滗水器8台,流量400m3h-1;蝶式曝气器80台,外径1400mm;循环泵24台,排泥泵8台;罗茨鼓风机12台,流量45m3min-1

3)中间水池。

设中间水池1座,尺寸为14m×8m×5m,砼结构加盖;安装提升泵3台。

4)混凝沉淀池。

设混凝沉淀池1座,尺寸为15m×12m×4.8m,砼结构加盖;安装中速桨式搅拌机1台,转速65rmin-1;低速桨式搅拌机2台,转速20rmin-1;干式不堵塞排泥泵2台。

5)曝气生物滤池。

设曝气生物滤池4座,尺寸为8m×6m×6m,砼结构加盖;反冲洗水池1座,尺寸为9.65m×5m×6.3m,砼结构加盖。安装专用滤料636m3,粒径4~6mm;长柄滤头8668个,滤帽缝隙2mm,缝隙条数16个;单孔膜曝气器2240个,通气量每个0.3m3;罗茨鼓风机6台,流量2.8m3min-1;反洗罗茨鼓风机2台,反洗泵2台,反冲洗水排污泵2台。

4.3 深度处理

1)高密度沉淀池。

设高密度沉淀池1座,尺寸为13m×12m×5m,砼结构;混凝区安装桨式搅拌机4台,絮凝区安装提升式搅拌机2台;中心传动刮泥机2台,电动撇渣器2台;斜管填料40m3,高度1.5m,管径80mm;污泥回流泵4台,排泥泵2台,浮渣抽吸泵2台。

2)臭氧接触池。

设臭氧接触池1座,尺寸为12m×4.5m×6m,砼结构加盖;安装尾气破坏器2台,提升泵3台,供水泵2台;氧气储槽2台,容积2m3;臭氧发生器3台,产量7.5kgh-1;微纳米气泡发生器6台。

3)滤布滤池。

设滤布滤池1座,尺寸为7.5m×4.4m×3.5m,砼结构;反冲洗水泵1台,旋转驱动电机1台;可调出水堰板3条,其中,尺寸为2800×450的出水堰板1条,尺寸为500×400的出水堰板2条;滤盘6片,尺寸φ2.0m;进水闸门1台。

4)回用水池。

设回用水池1座,尺寸为12m×8.5m×6m,砼结构加盖;安装回用水泵6台。

5、工程运行效果

本工程自运行以来,出水水质稳定达到设计指标,进出水监测结果见表2

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6、结论

综上,采用以隔油、气浮为主的预处理,水解酸化、改良型SBR、混凝沉淀、曝气生物滤池为主的生化处理,高密度沉淀池、臭氧氧化、滤布滤池为主的深度处理工艺,对高氨氮煤气化废水进行处理,出水达到了《循环冷却水用再生水水质标准》(HG/T39232007)的水质要求,实现了回用的要求,节约了水资源,达到了水资源的循环使用。

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