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山西中煤平朔能源化工有限公司(簡(jiǎn)稱中煤平朔能化)主要生產(chǎn)工業(yè)硝酸銨,副產(chǎn)品硫酸銨、LNG等,由1套年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨、2套年產(chǎn)18萬(wàn)噸硝酸、2套年產(chǎn)20萬(wàn)噸硝酸銨設(shè)施組成。該項(xiàng)目年耗費(fèi)劣質(zhì)煤(高硫煤、高灰分)99萬(wàn)噸,鍋爐燃料煤矸石70.56萬(wàn)噸。主要產(chǎn)品硝酸銨除滿足中煤平朔自用外,可輻射周邊市場(chǎng),LNG可作為汽車新型燃料運(yùn)用。該項(xiàng)目是山西省以劣質(zhì)煤為根底,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,開(kāi)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)項(xiàng)目。
1、污水來(lái)源與特性
生產(chǎn)廢水主要包括含酚煤氣水、低溫甲醇洗廢水、甲烷化廢水、全廠初期雨水、全廠空中沖洗水、生活化驗(yàn)及其他污水、安全四期工業(yè)廢水,污水量為168.4m3/h。依據(jù)各生產(chǎn)單元設(shè)施特性及煤氣化廢水水質(zhì)特性,選用預(yù)處置+水解+A/O+水解+A/O+混凝沉淀+臭氧脫色殺菌+流砂過(guò)濾工藝處置廢水,出水水質(zhì)滿足HG/T3923—2007《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)規(guī)范》回用請(qǐng)求。
生產(chǎn)設(shè)施綜合排水量通常為129m3/h,最大168.4m3/h;污水處置設(shè)施設(shè)計(jì)才能200m3/h,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間8000h/a,處置才能按進(jìn)水118%設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。
2、污水處置設(shè)施工藝流程
工業(yè)污水處理工藝流程如圖1所示。
2.1 預(yù)處置工藝流程
管網(wǎng)自流來(lái)空中沖洗水經(jīng)格柵進(jìn)入空中沖洗水搜集池,經(jīng)過(guò)空中沖洗水提升泵送至初沉隔油池。帶壓含酚煤氣水戰(zhàn)爭(zhēng)安四期排水經(jīng)管道進(jìn)入初沉隔油池。除去重油及輕油的初沉隔油池出水經(jīng)混凝反響池進(jìn)入混凝射流氣浮池。除去乳化油及局部污染物的混凝射流氣浮池出水,經(jīng)過(guò)連通管進(jìn)入酚氨廢水調(diào)理池。酚氨廢水調(diào)理池出水進(jìn)入后續(xù)水解及生化系統(tǒng)。初沉隔油池內(nèi)重油及輕油經(jīng)油污池進(jìn)入廢油儲(chǔ)罐,廢油回收處置?;炷淞鳉飧〕厣喜坑驮?jīng)刮渣機(jī)搜集進(jìn)入氣浮含油污泥池,經(jīng)污泥螺桿泵送入離心脫泥機(jī)脫水,含油污泥外運(yùn)處置,泥水返回系統(tǒng)前端。
2.2 生化處置工藝流程
預(yù)處置之后的生產(chǎn)污水經(jīng)酚氨廢水調(diào)理池提升泵送入一級(jí)水解池,一級(jí)水解池出水進(jìn)入二級(jí)水解配水池,出水經(jīng)配水泵提升送入二級(jí)水解池。提升了可生化性的二級(jí)水解池出水進(jìn)入一級(jí)生化系統(tǒng)缺氧池,一級(jí)生化回流污水與二級(jí)水解池出水在一級(jí)生化缺氧池中實(shí)施反硝化反響,使水中硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮。一級(jí)生化缺氧池出水經(jīng)一級(jí)A/O循環(huán)水泵提升經(jīng)過(guò)射流器平均進(jìn)入一級(jí)生化好氧池,廢水在一級(jí)生化好氧池內(nèi)實(shí)施硝化反響,污染物含量減少的出水經(jīng)一級(jí)好氧出水池進(jìn)入一級(jí)A/O沉淀池。一級(jí)A/O沉淀池上清液到三級(jí)水解配水池,三級(jí)水解配水池出水經(jīng)泵提升進(jìn)入三級(jí)水解池內(nèi),廢水在三級(jí)水解池中實(shí)施缺氧水解酸化。三級(jí)水解池出水自流入二級(jí)生化缺氧池,二級(jí)生化回流污水與三級(jí)水解出水在二級(jí)生化缺氧池中實(shí)施反硝化反響,使水中剩余硝態(tài)氮進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮。二級(jí)生化缺氧池出水經(jīng)二級(jí)A/O循環(huán)水泵提升經(jīng)過(guò)射流器平均進(jìn)入二級(jí)生化好氧池,廢水在二級(jí)生化好氧池內(nèi)實(shí)施硝化反響,去除大局部CODCr、BOD5、NH3—N等污染物的好氧池出水,經(jīng)二級(jí)好氧出水池進(jìn)入二級(jí)A/O沉淀池。低溫甲醇洗、生活化驗(yàn)及少量其他廢水直接進(jìn)入一級(jí)生化缺氧池為碳源補(bǔ)充。
2.3 深度處置工藝流程
二級(jí)沉淀池出水自流進(jìn)入二級(jí)好氧出水回流池,經(jīng)管道依序進(jìn)入混凝反響池,反響出水進(jìn)入混凝沉淀池,廢水經(jīng)泥水別離后進(jìn)入臭氧氧化池,經(jīng)脫色、進(jìn)一步降解CODCr的臭氧氧化池出水進(jìn)入流砂濾池,流砂濾池的合格產(chǎn)水搜集在回用水池,回用水池出水經(jīng)泵送入廠區(qū)回用水管網(wǎng)。
2.4 污泥處置工藝流程
生化及深度處置產(chǎn)生的剩余污泥排入污泥濃縮池,經(jīng)重力濃縮后采用離心脫泥機(jī)實(shí)施脫水,污泥外運(yùn)處置,泥水返回系統(tǒng)前端。3調(diào)試狀況及72h考核結(jié)果設(shè)施于2016年3月4日開(kāi)端進(jìn)水試漏,4月26日一級(jí)A/O生化池B系列投入接種污泥30t,期間連續(xù)投加營(yíng)養(yǎng)開(kāi)端培菌。5月23日一級(jí)A/O生化池B投入接種污泥50t,期間連續(xù)投加營(yíng)養(yǎng)源。5月18—26日一級(jí)、二級(jí)水解池投放接種污泥各20t。5月30日一級(jí)A/O生化池A系列投入接種污泥50t,A/B系列投加營(yíng)養(yǎng)源。6月27日一級(jí)A/O生化池A系列SV3042.5%、污泥濃度2.25g/L,B系列SV3062%、污泥濃度3.38g/L,污泥老化解絮,排泥至污泥濃縮池。7月13日一級(jí)A/O生化池A系列SV3012.2%、污泥濃度1.56g/L,B系列SV3019%、污泥濃度2.02g/L,暫停排泥。7月4日酚氨廢水進(jìn)系統(tǒng)40m3/h,8月污水設(shè)施流程打通,產(chǎn)出合格出水到氣化循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)。2017年由于工藝主設(shè)施開(kāi)工率缺乏,污水系統(tǒng)一直堅(jiān)持低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。2017年8月27日臭氧設(shè)施閉路循環(huán)水系統(tǒng)充水,9月8日臭氧設(shè)施啟動(dòng)正常投運(yùn)。臭氧的投運(yùn)標(biāo)志著污水系統(tǒng)設(shè)備全部投入運(yùn)轉(zhuǎn)。2018年生產(chǎn)趨于正常,污水系統(tǒng)進(jìn)水量較穩(wěn)定,3月20—22日實(shí)施系統(tǒng)72h考核,結(jié)果如表2所示。
由表2可看出,72h系統(tǒng)均勻進(jìn)水量161.7m3/h,接近設(shè)計(jì)最大值168.4m3/h,除局部污泥回流水量損失,產(chǎn)水在140m3/h,到達(dá)正常處置水量129.06m3/h。系統(tǒng)產(chǎn)水NH3—N最大9.47mg/L,最小4.64mg/L,均勻7.45mg/L,對(duì)NH3—N去除率達(dá)94%;產(chǎn)水CODCr最大57.2mg/L,最小40.62mg/L,均勻48.5mg/L,對(duì)CODCr去除率達(dá)97%;出水滿足HG/T3923—2007《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)規(guī)范》NH3—N不大于15mg/L、CODCr不大于60mg/L的請(qǐng)求。
4、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)效益
污水處置設(shè)施總投資約7000萬(wàn)元,污水處置的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工管理費(fèi)。按均勻進(jìn)水量161.7m3/h計(jì)算,用電單價(jià)為0.55元/kW,系統(tǒng)正常功率814.65kW/h,電費(fèi)為2.77元/m3;系統(tǒng)投加藥劑有絮凝劑(PAC)、混凝劑(PAM)、脫色劑、除油劑等,藥劑費(fèi)用7.82元/m3;污水崗位共12人,人均月工資4600元,人工管理費(fèi)0.46元/m3;運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用合計(jì)11.05元/m3。140m3/h污水產(chǎn)水進(jìn)入回用水系統(tǒng),按系統(tǒng)70%回收率計(jì)算,回用水可生產(chǎn)98m3/h循環(huán)水補(bǔ)充水,原水價(jià)錢為4.02元/m3,年節(jié)約補(bǔ)充原水費(fèi)用315.168萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
5、結(jié)論及存在問(wèn)題
采用預(yù)處置+水解+A/O+水解+A/O+深度處置工藝處置劣質(zhì)煤氣化廢水,操作便當(dāng),系統(tǒng)抗CODCr動(dòng)搖才能強(qiáng),維護(hù)工作量小,且處置效果穩(wěn)定。理論證明中煤平朔能化污水處置設(shè)施產(chǎn)水水質(zhì),可以滿足HG/T3923—2007《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)規(guī)范》請(qǐng)求,該工藝選擇合理,對(duì)劣質(zhì)煤氣化廢水處置有自創(chuàng)意義。試車初期系統(tǒng)受脫硫高NH3—N廢水沖擊,一級(jí)A/O污泥收縮,至大量污泥外溢,經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)正常。
系統(tǒng)存在問(wèn)題:預(yù)處置隔油氣浮池刮渣機(jī)控制器毛病,無(wú)法自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn);生化出水沉淀池污泥沉降效果差;混凝沉淀池出水濁度高,致臭氧氧化池曝氣頭時(shí)有梗塞現(xiàn)象;流砂濾池洗沙器易堵,影響產(chǎn)水濁度;出水色度偏高;操作人員經(jīng)歷少;空中沖洗水NH3—N經(jīng)常超標(biāo)等。污水系統(tǒng)需對(duì)存在問(wèn)題不時(shí)改良,積聚運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷,及時(shí)剖析系統(tǒng)數(shù)據(jù),調(diào)整工藝參數(shù),使系統(tǒng)到達(dá)最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。