上海純水設(shè)備解析:如何處理氮肥工業(yè)廢水
關(guān)鍵詞:氮肥 尿素 灰沉降
概況
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,發(fā)生的廢水水質(zhì)不同,廢水處置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。南京純水設(shè)備而第3種則采取物理、化學(xué)、生化相結(jié)合的方法處置廢水,包括灰沉降單元、化學(xué)處置單元和生化處置單元;页两祮卧饕妙w粒重力沉降作用去除灰份;化學(xué)處置單元通過投加NaOHFeSO4和陰離子高分子絮凝劑,絮凝作用下除去重金屬VNi生化處置單元采用A/O法去除CODNH3-N
1.工藝流程介紹
灰沉降單元主要處置合成氨氣化局部約40T/h碳黑廢水,碳黑廢水經(jīng)灰沉降罐,除去局部碳黑后,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NH3H2S后,經(jīng)化學(xué)處置單元處置,脫除重金屬VNi后,送入均衡池。
生化處置單元主要處置經(jīng)化學(xué)單元處置后的廢水、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(dòng)力作用下一局部通過上部回流窗回流到反硝化池,一局部經(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,防止活性污泥在二沉池內(nèi)漂浮;脫氣后的水最終在二沉池內(nèi)進(jìn)行泥水分離,南京純水設(shè)備廓清后的水經(jīng)溢流堰流入暴雨調(diào)節(jié)池外排。污泥一部分回流,一局部與灰沉降器、廓清池底部的污泥一起濃縮脫水外運(yùn);整個(gè)A/O工藝采取AB兩個(gè)系列并列運(yùn)行,處置水量1200m3/d
流程圖如下:
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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(jì)運(yùn)行參數(shù)
灰沉降單元
灰沉降罐
立式:φ:8000mm,H3400mm
配刮泥機(jī),刮板式,φ8000mm,n:0.072r/min線速:0.03m/s,電機(jī)功率:8.6kw
1座
水力停留時(shí)間4小時(shí)
回水容器
臥式:V28m3φ:2.8mH1.1m
配6000V高壓泵,Q41m3/hH713.6m
1座
廢水汽提塔
立式:φ120025200mm
1.5″拉西環(huán)填料 13.8m3
1座
化學(xué)處置單元
反應(yīng)器1
立式,V:5.5m3,φ:2.8m,H:1.8m機(jī)械反應(yīng)式
配推進(jìn)式ST-GPR-1.5型,φ400mm攪拌機(jī)
1座
水力停留時(shí)間15min
反應(yīng)器2
立式,V:5.5m3,φ:2.8m,H:1.8m機(jī)械反應(yīng)式
配推進(jìn)式ST-GPR-1.5型,φ400mm攪拌機(jī)
1座
水力停留時(shí)間15min
反應(yīng)器3
立式,V:1.35m3,φ:1.0m,H:1.5m機(jī)械反應(yīng)式
配推進(jìn)式ST14-GPR-0.2型,φ400mm攪拌機(jī)
1座
廓清池
機(jī)械攪拌式,V51m3φ:5.0mH4.6m
配刮泥機(jī),刮板式,φ5000mm,n:0.072r/min線速:0.0167m/s,電機(jī)功率:0.4kw
1座
水力停留時(shí)間3小時(shí)
生化處置單元
硝化/反硝化池
硝化區(qū)體積:318m3反硝化區(qū)體積:205m3
配推進(jìn)式n:90r/min,φ480mm,N:3.7kw液下混合器
2座
水力停留時(shí)間21小時(shí)
均衡池/事故池
均衡池體積:720m3
事故池體積:300m3
1座
二沉池
V140m3,外表負(fù)荷q:1.0m3/m2*h沉淀面積:47m2中心進(jìn)水,四周出水輻流式。
中心轉(zhuǎn)動(dòng)φ:11200mmn:0.09r/min虹吸式 吸泥機(jī)
2座
水力停留時(shí)間5.6小時(shí)
脫氣池
矩形,V16m3
配推進(jìn)式φ400mm攪拌機(jī)
2座
水力停留時(shí)間30min
回流污泥池
矩形,V18m3
回流污泥泵Q50m3/h
1座
濃縮池
輻流式,V36m3
2座
隔油池
矩形,V300m3
1座
鼓風(fēng)機(jī)
D45-81型離心鼓風(fēng)機(jī),Q=45Nm3/min,N=75kw
D20-62型離心鼓風(fēng)機(jī),Q=20Nm3/min,N=20kw
D45-81三臺,D20-62二臺,
D45-81向硝化/反硝化池鼓風(fēng)D20-62向均衡池鼓風(fēng)
3運(yùn)行效果 分析
3.1灰沉降單元
該單元設(shè)計(jì)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。但在試車階段呈現(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(jì)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(gè)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NaFHNO3六次甲基四銨溶液才干清洗掉。南京純水設(shè)備由于生產(chǎn)水中總硬度為109mg/lCaCO3計(jì))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)處置單元
3.2.1設(shè)計(jì)水質(zhì)
設(shè)計(jì)水質(zhì)見表(一)
表(一)化學(xué)處置單元設(shè)計(jì)水質(zhì)表
項(xiàng)目
CODmg/l
Vmg/l
Nimg/l
NH3-Nmg/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%FeSO4溶液用計(jì)量泵加入到反應(yīng)器1中,同時(shí)用NaOH調(diào)節(jié)PH值,PH值控制在9.511加入的二價(jià)鐵與易溶的五價(jià)釩反應(yīng),生成難溶的四價(jià)釩。最終Ni以NiOH2V以VOOH2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線流量計(jì)調(diào)節(jié)。
3.2.3運(yùn)行效果評價(jià)
原設(shè)計(jì)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(jì)15%FeSO4濃度是否應(yīng)該降低,節(jié)約FeSO4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(jì)水質(zhì)
設(shè)計(jì)水質(zhì)見表(二)
表(二)生化處置單元設(shè)計(jì)水質(zhì)表
項(xiàng)目
PH
SSmg/l
CODmg/l
NH3-Nmg/l
進(jìn)水
--
--
≤1100
≤80
出水
69
≤70
≤100
≤15
3.3.2設(shè)計(jì)特點(diǎn)
硝化池內(nèi)安裝PHD0線監(jiān)測儀,PH值的信號傳送給酸堿計(jì)量泵,自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的沖程,自動(dòng)控制PH7.58.4DO信號傳送給鼓風(fēng)管上氣動(dòng)閥上,自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開度,自動(dòng)控制DO23mg/l
反硝化池內(nèi)裝置推進(jìn)式液下混合器,由德國EMU液下混合器股份公司提供。為了維護(hù)電動(dòng)機(jī),設(shè)定兩個(gè)跳閘溫度:140℃和125℃,125℃以下,就會(huì)自動(dòng)再啟動(dòng),若在140℃被切斷后,南京純水設(shè)備必需以手動(dòng)方式再進(jìn)行啟動(dòng)。運(yùn)行幾年來未出現(xiàn)故障,并且檢修方便。
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3.3.3運(yùn)行效果評價(jià)
生化單元處置水質(zhì)見表(三)
表(三)生化處置水質(zhì)表
項(xiàng)目
月份
CODmg/l
NH3-Nmg/l
進(jìn)水
出水
去除率
合格率
進(jìn)水
出水
去除率
合格率
97.4
875.1
59.9
93.2%
90%
75.8
11.4
85.0%
79%
97.11
1090
27.4
97.5%
100%
80
14.1
82.4%
87%
98.4
2121
31.8
98.5%
97%
47.4
8.27
82.6%
80%
98.6
773
53.8
93.0%
100%
55.4
10
82.0%
87%
99.4
2050.7
58.6
97.2%
94%
41.2
4.36
89.4%
96%
99.5
1210.9
54.06
95.6%
100%
44.88
3.94
91.2%
100%
從表(二)中可以看出:進(jìn)水COD平均在7702100mg/lCOD去除率為93%以上,合格率為90%以上。NH3-N4080mg/lNH3-N去除率為82%以上,合格率在87%以上。標(biāo)明該系統(tǒng)抗COD沖擊能力較強(qiáng),NH3-N40mg/l左右低負(fù)荷的情況下去除率為90%左右,而在4580mg/l去除率為82%合格率也略低。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果標(biāo)明,COD/NH3-N比值在1016NH3-N去除能力較穩(wěn)定,抗NH3-N沖擊能力也較強(qiáng)。而97年、98年COD/NH3-N比值則在30以上。正是由于NH3-N臨時(shí)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(gè)系統(tǒng)C/N比完全失調(diào),硝化細(xì)菌基本死亡,整個(gè)系統(tǒng)喪失處置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(shí),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出水水質(zhì),97年二月份的合格率為78%處置這種污泥被嚴(yán)重受沖擊的方法:利用硝化細(xì)菌的自然 世代更替 規(guī)律 一般為1530d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34mg/l優(yōu)先考慮硝化細(xì)菌生長條件,南京純水設(shè)備抑制其他菌類的生長。
98年9月CODNH3-N合格率也偏低,也是受COD沖擊的緣故,但沖擊水平?jīng)]有97年2月份那么嚴(yán)重,COD最高達(dá)16795mg/l并且沖擊時(shí)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(shí)后,停止鼓風(fēng)曝氣,凈置,泥水分離,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(shí)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),廓清池的污泥堆積逐漸加厚,致使泥水一起流入生化處置單元,因污泥底部堆積的VNi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。處置方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(shí),陽離子高分子電解質(zhì)投加量大,時(shí)間繼續(xù)長。
5結(jié)束語
1.該處理裝置在解決廢水污染的同時(shí),考慮到灰水的再利用,可以節(jié)約30T/h脫鹽水。
2.該處理裝置取消初沉池,將硝化、反硝化池建成同心圓式,采用缺氧-好氧的內(nèi)外循環(huán)流程,流程簡單,省卻了激進(jìn)工藝必不可少的一局部土建投資。滿足COD/TN≥10要求,不需外加碳源。將生活污水引進(jìn)系統(tǒng)中,不需投加磷營養(yǎng)源;緦(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作,南京純水設(shè)備節(jié)省了操作費(fèi)用。
3.該裝置的生化單元具有較高的有機(jī)物去除能力和穩(wěn)定的硝化作用,主要是缺氧池能降解大部分的COD大大緩解了硝化池的COD負(fù)荷,并且提供硝化反應(yīng)的碳源,穩(wěn)定硝化反應(yīng)的速度。
4.該裝置的生化單元耐COD負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),COD/TN比值范圍較寬,并且系統(tǒng)受沖擊后,恢復(fù)速度較快。
“本文由上海皙全水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用”。 水處理設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備,純水設(shè)備 ,工業(yè)純水設(shè)備,上海純水設(shè)備,南京純水設(shè)備
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