山东绿源化工集团氮肥分厂化学沉淀-A/O工艺处理合成氨废水
山东绿源化工集团氮肥分厂的废水主要是合成氨废水(废水量为1100m3/d),另有100m3/d的生活污水。原废水处理设施只对外排废水做沉淀处理,故废水中的污染物质如氨氮、氰化物、COD等水质指标不能达到排放标准,造成了水体的“富营养化”和水生生物中毒,对当地水环境造成了严重污染。根据该厂实际情况,采用了化学沉淀-A/O工艺并取得了良好效果。
1 废水来源
废水主要产生于造气、合成和冷凝等生产过程主要污染物为氨氮。设计进、出水水质见表1。
2 工艺的确定
工艺流程见图1。
①预处理阶段采用化学沉淀法,即在废水中加入硫酸亚铁,将氰化物转化为无毒的铁氰络合物(pH=7.5-10.5)。监测进水pH值为8.26(在7.5-10.5之问),符合要求。
②生化处理阶段采用了传统的生物脱氮方法,常用的有前置生物脱氮法(A/O工艺)和后置生物脱氮法,后置生物脱氮法占地面积比前置生物脱氮法的大,因而增加了工程的基建投资,并且需要外加碳源,这样不但增加了废水的处理成本而且不易控制外加碳源的量,易造成出水COD值升高。而前置生物脱氮法则具有占地少、不需外加碳源等优点,因此该项目的主体工艺采用了前置反硝化的生物脱氮法。
前置反硝化生物脱氮法分为分建式与合建式,即硝化、反硝化与BOD的去除分别在两座不同的反应器内进行或在同一座反应器内进行。合建式反应器虽然节省了基建和运行费用以及容易满足处理工程对碳源和碱度等条件的要求,但受以下因素影响而不易控制:溶解氧(0.5-1.5mg/L)、污泥负荷[0.1-0.15kgBOD/(kgMLSS•d)]、C/N比(6-7)、pH值(7.5-8.0),故在该项目中选取了分建式反应器(A/O工艺),此时硝化、反硝化的影响因素控制范围相应增大,可以更为有效地发挥和提高活性污泥中某些微生物(如硝化菌、反硝化菌等)所特有的处理能力,从而达到脱氮除磷、处理难降解有机物的目的。这样不但减少了生化池的容积,而且提高了生化处理效率,同时也节省了环保投资及运行费用。
3 主要构筑物
调节池、沉淀池、缺氧池、生物接触氧化池。
4 处理效果分析
德州市陵县环境保护监测站对该厂水样进行了取样监测,监测结果见表2。表明该设施的处理出水达到了国家《合成氨工业水污染物排放标准》(GB13458--2001)的二级排放标准。
5 问题的探讨
为了使污泥均质,需要桨式搅拌机以一定的转速搅拌,而且转速不能过快,否则将带入部分空气而破坏厌氧环境,同时易引起漂泥而使污泥流失,因此搅拌速度应控制在一定的范围内。原设计中的搅拌速度为5.2r/min,而在实际运行中此转速偏大,调试阶段也由于缺氧池污泥浓度太小(≤1000mg/L)而造成了污泥流失,因此转速的确定还需要做进一步研究。
6 经济分析
该工程总投资为163万元,其中:污水处理站土建部分为83万元,主体设备为60万元,其他费用为20万元。直接处理成本为0.92元/m3,其中固定资产折旧费为0.15元/m3,人工费为0.08元/m3,药剂费为0.39元/m3,电费为0.30元/m3。
根据设计方案,污水经处理后回用于生产中的部分工段(比如生产车间冲洗地面、锅炉车间冲渣冲灰等),若按20%的回用率可节省自来水为240m3/d(按0.5元/m3计算),可节省处理费为0.1元/m3,故实际的处理费用为0.82元/m3。
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