通过高效、稳定的废水处理技术,实现废水回用,是推进污水资源化利用的重要举措,对实现新型煤化工项目可持续发展具有重要意义。本文介绍了一套高氨氮煤气化废水处理工程实例,为同类煤化工废水处理提供参考。
1、工程概况
某化工有限公司煤气化工艺以褐煤为原料,采用BGL碎煤熔渣气化炉技术,生产中间产品液氨,终产品尿素,副产**、焦油、粗酚。本项目废水处理主要包含低温甲醇洗废水、氨酚回收废水、生活化验及其他污水、初期雨水及地面冲洗水、消防事故污水和过滤器反洗排水。出水经脱盐处理回用作为循环水补充水,以再生水代替新鲜水。该废水成分复杂,污染程度高,主要污染物为有机污染物、氨氮和油。经检测,该废水碳氮比较低,可生化性一般,而氨氮浓度较高,氨氮的去除是本废水处理项目的核心。
2、设计规模及进、出水水质
本项目设计水量260m3•h-1,处理后满足《循环冷却水用再生水水质标准》(HG/T3923—2007)的水质要求。
3、处理工艺
3.1 处理工艺选择
本项目采用以隔油、气浮为主的预处理,水解酸化、改良SBR、混凝沉淀、曝气生物滤池为主的生化处理,以及高密度沉淀池、臭氧氧化、滤布滤池为主的深度处理组合工艺,工艺流程见图1。
3.2 主体工艺设计特点
3.2.1 改良SBR工艺
目前国内在高氨氮废水处理上多采用改良型SBR工艺,将SBR工艺进水和曝气时段进行分割,组成多个A/O的串联工艺,经多次硝化与反硝化达到除氮的目的。SBR工艺集曝气、沉淀于一体,节约了沉淀池和污泥、污水回流系统,占地省、运行费用低、设备简单、维护方便;各阶段转化通过时间控制,可满足不同水量、水质、处理要求的需要,运行灵活;对原污水水质、水量变化的适应能力较强,抗冲击负荷能力强,脱氮效率高且稳定;运行方式模块化、程序化,可实现自动化控制。
3.2.2 水解酸化工艺
水解酸化阶段的产物主要为小分子有机物,可生物降解性较好,从而减少了整个生化反应的时间和处理的能耗;池体无须密闭,也无须水、气、固三相分离器,从而降低了造价,更便于维护;出水无厌氧发酵的不良气味,有利于改善污水处理厂周围的环境;反应迅速,池体相对较小,从而节省了大量基建投资;采用升流式多点布水,确保布水均匀,不产生短流,提高了污水的可生化性,降低了SBR池的冲击负荷。
3.2.3 高密度沉淀池工艺
与传统絮凝工艺相比,高密度沉淀池采用载体絮凝技术,是集混凝、污泥循环、斜板(斜管)分离及污泥浓缩等于一体的沉淀工艺。其具有处理效率高、单位面积产水量大的优点,大大节省了土建投资及占地面积;采用高效的斜板(斜管)沉淀,原水在整个池体内被均匀分配,沉淀区上升速度可达20~40m•h-1,沉淀池下部设置较大的浓缩区,使排放污泥的含固率更高,可达3%~14%,无需其他的污泥浓缩设施,有利于后续污泥处理;运行稳定,耐冲击负荷,运行成本低。
3.2.4 臭氧氧化工艺
与常规的消毒方式相比,臭氧氧化能力强,具有快速分解的特征。在整个消毒过程中,多余的氧在30min后又结合成氧分子,不存在任何残留物,从而解决了二次污染问题,也省去了消毒结束后的清洁。其具有较强的脱色、除臭和除异味能力,杀菌速度快。为了提高臭氧与污水反应的效率,增加了微纳米气泡发生器,极大地提高了臭氧的利用率,减少臭氧的损耗,降低能耗。
3.2.5 滤布滤池工艺
与传统的过滤方式相比,滤布滤池工艺出水水质好且稳定;各盘片独立出水,可监测每个过滤盘片的工作状况,并可独立更换;安装维护简便,不需放空池水;模块化的设计使系统更加灵活,可自动化控制,运行维护简便;水头损失小,无须二次提升,降低了水厂投资和运行费用;滤盘采用垂直排布,全浸没设计,利用较小的占地面积就可保证较大的过滤面积,且无须附属构筑物,土建工程量少,建设周期短。