氮肥工业废水处理设计及运转论文 14页

　　氮肥工业废水处理设计及运转论文摘要：我国年生产合成氨30万吨，尿素52万吨的大氮肥装置按原料性质划分主要有⑴以天然气为原料，⑵以石脑油为原料，⑶以渣油为原料的三种类型。由于利用原料不同，产生的废水水质不同，废水处理采取的措施也不一样。前2种一般采用氨汽提法和酸碱中和法处理废水。而第3种则采取物理、化学、生化相结合的方法处理废水，包括灰沉降单元、化学处理单元和生化处理单元。灰沉降单元主要利用颗粒重力沉降作用去除灰份；化学处理单元通过投加NaOH、FeSO4和阴离子高分子絮凝剂，在絮凝作用下除去重金属V、Ni；生化处理单元采用A/O法去除COD、NH3-N。关键词：氮肥尿素灰沉降概况我国年生产合成氨30万吨.freel3/d。流程图如下：2、主要工艺设备及构筑物n单元名称规格附属设备数量设计运行参数灰沉降单元灰沉降罐立式：φ：8000mm,H：3400mm配刮泥机，刮板式，φ8000mm,n:0.072r/min线速：0.03m/s,电机功率：8.6k3φ：2.8m，H：1.1m配6000V高压泵，Q：41m3/h，H：713.6m1座废水汽提塔立式：φ1200×25200mm1.5″拉西环填料13.8m31座化学处理单元反应器1n立式，V:5.5m3,φ:2.8m,H:1.8m，机械反应式配推进式ST-GPR-1.5型，φ400mm搅拌机1座水力停留时间15min反应器2立式，V:5.5m3,φ:2.8m,H:1.8m，机械反应式配推进式ST-GPR-1.5型，φ400mm搅拌机1座水力停留时间15min反应器3立式，V:1.35m3,φ:1.0m,H:1.5m，机械反应式配推进式ST14-GPR-0.2型，φ400mm搅拌机1座澄清池机械搅拌式，V：51m3，φ：5.0m，H：4.6m配刮泥机，刮板式，φ5000mm,n:0.072r/min线速：0.0167m/s,.freel3，反硝化区体积：205m3配推进式n:90r/min,φ480mm,N:3.7k3，事故池体积：300m3n1座二沉池V：140m3,表面负荷q:1.0m3/m2*h，沉淀面积：47m2，中心进水，四周出水辐流式。中心转动φ：11200mm，n:0.09r/min虹吸式吸泥机2座水力停留时间5.6小时脱气池矩形，V：16m3配推进式φ400mm搅拌机2座水力停留时间30min回流污泥池矩形，V：18m3回流污泥泵Q：50m3/h1座浓缩池辐流式，V：36m3n2座隔油池矩形，V：300m31座鼓风机D45-81型离心鼓风机，Q=45Nm3/min,N=75k3/min,N=20kg/l,出水SS≤40mg/l，从运行的效果来看，能满足碳黑灰份的去除。但在试车阶段出现了高压回水泵叶轮结垢现象，结果导致泵轴断裂。结垢的主要原因是由更换泵的密封水引起的，原设计该泵的密封水为透平冷凝水，由于试车阶段透平冷凝水压力不足，为了不影响试车的进度，采用生产水代替透平冷凝液做密封水后，运行不到半个月就出现泵断轴现象，拆开泵体，发现叶轮表面结了一层致密的碳黑晶体，并且该晶体只有采用NaF、HNO3、六次甲基四铵溶液才能清洗掉。由于生产水中总硬度为109mg/l（CaCO3计），密封水经机封流入泵体内与碳黑水循环使用，并且碳黑水温度可达到138℃n，致使钙盐在水中的溶解度下降，达到饱和状态结晶析出。这些结晶体粘附在泵的叶轮上，增大了泵轴的扭矩，导致了泵轴的断裂。3.2化学处理单元3.2.1设计水质设计水质见表（一）表（一）化学处理单元设计水质表项目COD（mg/l）V（mg/l）Ni（mg/l）NH3-N（mg/l）进水≤300≤52≤141≤265出水--≤1≤4--3.2.2反应机理n已配好的15%的FeSO4溶液用计量泵加入到反应器1中，同时用NaOH调节PH值，PH值控制在9.5～11，加入的二价铁与易溶的五价钒反应，生成难溶的四价钒。最终Ni以Ni（OH）2，V以VO（OH）2的形式沉淀下来，然后在反应器3中投加0.1%阴离子高分子电解质，促进沉淀微晶的长大和凝聚。FeSO4和阴离子高分子电解质的加药量通过进入反应器1的在线流量计调节。3.2.3运行效果评价原设计V去除率为98%，Ni去除率为97%，但实际平均分别只有60%、12%左右，主要的原因是进水含量V和Ni低的缘故。因此，原设计15%的FeSO4浓度是否应该降低，节约FeSO4的投加量，需要做进一步试验。3.3生化单元3.3.1设计水质设计水质见表（二）表（二）生化处理单元设计水质表项目PHSS（mg/l）COD（mg/l）NH3-N（mg/l）进水n----≤1100≤80出水6～９≤70≤100≤153.3.2设计特点硝化池内安装PH、D0在线监测仪，PH值的信号传递给酸碱计量泵，自动调节泵的冲程，自动控制PH在7.5～8.4，DO的信号传递给鼓风管上气动阀上，自动调节阀门的开度，自动控制DO在2～3mg/l。在反硝化池内安装推进式液下混合器，由德国EMU液下混合器股份公司提供。为了保护电动机，设定两个跳闸温度：140℃和125℃，在125℃以下，就会自动再启动，若在140℃被切断后，必须以手动方式再进行启动。运行几年来未出现故障，并且检修方便。3.3.3运行效果评价生化单元处理水质见表（三）n表（三）生化处理水质表项目月份COD（mg/l）NH3-N（mg/l）进水出水去除率合格率进水出水去除率合格率97.4875.159.993.2%90%75.811.485.0%79%n97.11109027.497.5%100%8014.182.4%87%98.4212131.898.5%97%47.48.2782.6%80%98.677353.8n93.0%100%55.41082.0%87%99.42050.758.697.2%94%41.24.3689.4%96%99.51210.954.0695.6%100%44.883.94n91.2%100%从表（二）中可以看出：进水COD平均在770～2100mg/l，COD去除率为93%以上，合格率为90%以上。NH3-N在40～80mg/l，NH3-N去除率为82%以上，合格率在87%以上。表明该系统抗COD冲击能力较强，NH3-N在40mg/l左右低负荷的情况下去除率为90%左右，而在45～80mg/l，去除率为82%，合格率也略低。根据现场运行结果表明，COD/NH3-N的比值在10～16，NH3-N去除能力较稳定，抗NH3-N的冲击能力也较强。而97年、98年COD/NH3-N的比值则在30以上。正是由于NH3-N长期处于低负荷运行，系统抵御浓度冲击的能力比较脆弱，从而影响出水合格率。3.3.4运行维护97年二月份COD合格率仅为26%，NH3-N合格率为0，主要原因是系统遭受C0D冲击，进水COD最高值达到25万mg/l，遭受COD冲击不久，系统又遭受NH3-N冲击，NH3-N达到3065mg/l，因此整个系统C/N比完全失调，硝化细菌基本死亡，整个系统丧失处理NH3-N功能。由于营养过剩，其他类微生物有充足的食料，新陈代谢速度加快，相互间吸附能力减弱，导致污泥松散，沉降性能差，与此同时，硝化细菌和其他类菌种死亡，“尸体”n随二沉池排放水流出，影响SS的出水水质，97年二月份的合格率为78%。处理这种污泥被严重受冲击的办法：利用硝化细菌的自然世代更替规律（一般为15～30d），引进生活污水作其营养源，停止进工业废水，提高DO至3～4mg/l，优先考虑硝化细菌生长条件，抑制其他菌类的生长。98年9月COD、NH3-N合格率也偏低，也是受COD冲击的缘故，但冲击程度没有97年2月份那么严重，COD最高达16795mg/l，并且冲击时间相对较短，一般采取的措施是往硝化/反硝化池投加阳离子高分子电解质，投加浓度为10mg/l，一边鼓风曝气，一边投加，约1小时后，停止鼓风曝气，净置，泥水分离，在分离过程中，二沉池中有一些悬浮物随排水漂走，净置2小时后，转入鼓风曝气。每天投加一次，待硝化功能恢复，污泥沉降性能增强，停止投加阳离子高分子电解质。n98年10月出水NH3-N比进水NH3-N还要高，原因是污泥遭受重金属中毒，由于该装置污泥脱水单元处于停工状态，澄清池的污泥堆积逐渐加厚，致使泥水一起流入生化处理单元，因污泥底部沉积的V、Ni等重金属，从而导致污泥重金属中毒。系统中微生物失去活性，出水NH3-N比进水NH3-N还要高，二沉池出水颜色呈橙黄色，并发出恶臭气味。处理办法是：利用阳离子高分子电解质将具有活性微生物吸附在一起，让死去的微生物通过二沉池排走。操作方法基本同前，只是发生中毒时，阳离子高分子电解质投加量大，时间持续长。5、结束语1.该处理装置在解决废水污染的同时，考虑到灰水的再利用，可以节约30T/h的脱盐水。2.该处理装置取消初沉池，将硝化、反硝化池建成同心圆式，采用缺氧-好氧的内外循环流程，流程简单，省却了传统工艺必不可少的一部分土建投资。满足COD/TN≥10的要求，不需外加碳源。将生活污水引进系统中，不需投加磷营养源。基本实现了自动化操作，节省了操作费用。3.该装置的生化单元具有较高的有机物去除能力和稳定的硝化作用，主要是缺氧池能降解大部分的COD，大大缓解了硝化池的COD负荷，并且提供硝化反应的碳源，稳定硝化反应的速度。4.该装置的生化单元耐COD负荷冲击能力强，COD/TN的比值范围较宽，并且系统受冲击后，恢复速度较快。