利用含二氧化碳尾气对贵州某化工废水处理站的改造设计 2页

2015年4月建材与装饰经济·管理·综述利用含二氧化碳尾气对贵州某化工废水处理站的改造设计王昌平（云南化工设计院有限公司云南昆明650041）摘要：综合利用液氨生产装置的煤气工段在生产过程中附属产生含76%的二氧化碳尾气，对高含磷、氟的化工废水处理站改造。通过局部改造原有构筑物及管道，新增少量设备，可大大降低出水中氟、磷及钙离子含量，提高出水水质。本改造工程具有投资省，运行费用低，系统运行稳定，处理出水水质优，减少液氨生产厂煤气工段向大气排放二氧化碳尾气量。关键词：高含磷；氟的化工废水；二氧化碳中图分类号：X701文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）16-0129-02表3原处理工艺主要构筑物表1工程概况构筑物名称规格（m）某厂原生产废水处理站于1998年建成投产，至今已运行10调节池L伊B伊H=12伊30伊4，一座多年，设计时废水处理规模为100m3/h。随着公司发展及主装置一级中和反应槽L伊B伊H=7.5伊2.5伊2.2，共二座，串联运行，每座分3格产能提高，现厂区主要装置有120万t/年硫酸，80万t/年磷酸，68一级竖流沉淀池准伊H=5伊12.8，共四座，并联运行万t/年磷酸一铵，120万t/年磷酸二铵，1.4万t/年氟化铝。各装置二级中和反应槽L伊B伊H=7.5伊2.5伊2.2，共二座，串联运行，每座分3格在生产过程中产生高含氟、磷的酸性化工废水，其平均废水量二级竖流沉淀池准伊H=5伊12.8，共五座，并联运行回用水池L伊B伊H=16伊12伊4.5，一座150m3/h。废水经原废水处理站“两级中和沉淀”处理后回用于生污泥池L伊B伊H=15伊3伊2.2，一座产装置。因回用水中含盐浓度高，硫酸钙含量过饱和，氟、磷含量污泥浓缩池准伊H=12伊8，一套超标，制约着回用水的用途，且运行过程中，回用水管道系统结石灰乳储槽准伊H=3.5伊6，一套垢严重，管内结垢后极难清理，每年管道维护费用高，影响企业PAM溶液槽准伊H=3.6伊4.5，一套的经济效益。因此对原废水处理站改造，降低水中氟、磷含量及硫酸亚铁溶液槽准伊H=3.6伊4.5，一套钙离子浓度。2原处理工艺2.1水量水质设计规模为100m3/h，实际处理水量为150m3/h，进水水质见表1，出水水质见表2。表1进水水质项目数值项目数值P2O54000mg/LSS600mg/LF-3000mg/LpH2表2改造前出水水质图1原处理工艺流程图项目数值项目数值pH值在7耀9。通常采用石灰中和沉淀除氟较好的pH值为7耀8Ca2+170mg/LP5+168mg/L和11耀12，除磷较好的pH值应为11左右，原设计为了控制出水Mg2+150mg/LF-56mg/LSO2-450g/LSS70mg/LpH值在6耀9，未调节废水pH值达除氟、除磷的最佳值，出水中4电导率1780pH6耀9氟、磷含量超标。2.2原处理工艺主要构筑物、流程及存在问题3改造后工艺原处理工艺主要构筑物表3，工艺流程见图1。本厂旁边为一个液氨生产装置，液氨生产装置的煤气化工段原处理工艺主要存在以下问题：在生产过程中附属产生含二氧化碳98%的尾气0.8万方/h和含（1）因生产主装置产能扩大，废水量增加，原有的废水处理装二氧化碳76%的尾气7.5万方/h。含二氧化碳98%的尾气输送至置运行负荷大，不能满足现有废水量处理能力，出水水质不达硫铵装置作生产原材料，但含二氧化碳76%的尾气直接向大气标。排放，排放压力为0.03MPa。（2）原设计的废水处理工艺未设计加酸反调出水pH值，生因二氧化碳溶于水成酸性，能与碱中和反应降低水中pH产过程中，控制一级中和反应槽pH值在5耀6，二级中和反应槽值，且能与硫酸钙等钙盐反应生产更难溶碳酸钙沉淀。二氧化碳·129·n经济·管理·综述建材与装饰2015年4月与钙盐和碱反应的主要化学式如下：表5改造后出水水质表CO垣2OH-=CO2-垣H0CO垣Ca（OH）引=CaCO垣HO项目数值项目数值2322232悬浮物臆5mg/L氟化物臆10mg/L3.1改造后工艺流程及增加的主要设备及构筑物磷酸盐臆18mg/LpH6.8耀9改造后工艺流程见图2。5技术经济本工程改造总投资约700万元人民币（含设备、管道、电、自控仪表、土建及施工管理费用）；处理每方废水主要原辅材料、燃料用量如下：生石灰（有效CaO>75%）：7kg；聚丙烯酰胺（PAM）：7g；硫酸亚铁：12g；自来水：0.006m3；二氧化碳：8m3；电耗：2.63W·h，定员15人，运行成本1.8元/m3。6结论本工程仅对原有构筑物及管道部分改造，新增设备少，投资省，改造后，实际运行结果表明，系统运行稳定，处理出水水质图2改造后工艺流程图优，运行费用低，减少煤气工段尾气向大气排放二氧化碳量。本改造工程利用含二氧化碳尾气对废水中和处理，充分利用从调试过程看，二氧化碳投加量要控制好，需控制废水pH现有废水处理构筑物，只改造部分管线和增加少量提升设备，增值逸7.8，若pH值臆7.8，出水中钙离子含量偏高，主要原因是过加一座污泥浓缩池和配套刮泥机；增加二氧化碳尾气管道和一量二氧化碳与钙反应生产溶解性碳酸氢钙，设计需在二氧化碳台罗茨风机；将原有二座二级中和反应槽分别改造为二级中和投加管上设置调节阀，在中和反应池设置pH计，利用pH计自动反应槽和三级中和反应槽，增加二台废水提升泵；将原有回用水调节二氧化碳投加量。池分隔出容积60m3的池子作为中间水池，增加二台中间水泵。新增主要设备及构筑物见表4。参考文献表4改造新增主要设备及构筑物表[1]汪大翚，徐新华，宋爽.工业废水中专项污染物处理手册.北京：化学工设备（构筑物）名称规格业出版社（环境科学与工程出版中心），2000.风量：50耀55Am3/min，进口压力：耀26.5kPa，出口压力：耀80kPa，罗茨鼓风机（一套）电机：N=90kWr=1450r/min[2]二氧化碳的应用处理技术数据来自瓮福（集团）有限责任公司.废水提升泵（二台）Q=330m3/h，H=22m，N=37kW，n=2900r/min，一用一备污泥浓缩池（一套）准伊H=12伊8，配套刮泥机N=2.2伊3kW转速3r/min收稿日期：2015-2-23处理水量120m3（/h·台），进水SS=100mg/L，出水SS小于5mg/L，无阀过滤器（4台）尺寸：准=3.3m作者简介：王昌平（1978-），工程师，本科，毕业于东华理工大学，3.2改造后工艺说明主要从事建筑给排水、市政给排水、垃圾处理等咨询设计工作。（1）原有石灰乳储槽、PAM溶液槽、硫酸亚铁溶液槽、调节池、一级中和反应槽不变，在一级中和反应槽加石灰乳液调节pH值为7耀8，用原有废水提升泵送至原有污泥浓缩池和新增污泥浓缩池，污泥浓缩池上清液进入二级中和反应槽。（2）将原有的2座二级中和反应槽分别改为二级中和反应槽和三级中和反应槽，在二级中和反应槽加石灰乳液调节pH值为11耀12，用新增废水提升泵送至原有一级竖流沉淀池，沉淀池表面负荷为2m3（/m2·h），沉淀池出水进入三级中和反应槽。（3）在三级中和反应槽加入含二氧化碳尾气，调节废水pH值为8耀9，用原有废水提升泵送至原有二级竖流沉淀池，沉淀池表面负荷为1.5m3（/m2·h），出水进入中间水池。（4）用新增中间水泵提升送至无阀过滤器过滤，出水至现有回用水池，用现有回用水泵回用至生产装置。（5）竖流沉淀池的污泥排至原有污泥池，用原有污泥泵送至污泥浓缩池，用原有污泥浓缩池的污泥泵送至原有带式压滤机脱水后，用原有皮带送至磷石膏渣厂堆存。4改造后运行情况本废水处理改造工程于2014年4月竣工，同月投入运行，系统运转正常，出水水质优于生产主装置回用水水质要求，水质稳定，出水水质连续多次检测，平均值见表5。·130·