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浅谈氮肥厂废水处理方案的选取2008年6月第33卷第3期贵州化工guizhouchemicalindustry?57?浅谈氮肥厂废水处理方案的选取郎松(贵州省化工医药规划设计院,贵州贵阳,550002)摘要介绍氮肥厂废水处理方案的选取方法.关键词氮肥nh3一ncod废水中图分类号x781.4文献标识码b文章编号i0089411(2008)03-0057041前言随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高,污染物排放量也迅速增加,环境污染已成为制约我国经济与社会进一步发展及人民生活,健康水平进一步提高的重大因素,尤其是我国加入wto以来,环境问题越来越多地成为国外限制我国产品出口的最重要的非关税壁垒,因此减污节能已成为非常重要的社会问题.氮肥厂的污水具有氨,氮,cod,油污,悬浮物,氰化物等有毒物质含量高的特点,一旦超标排放,就会污染周围环境,造成水资源浪费,增加生产成本等不良后果.2氮肥厂废水主要来源合成循环水:老压缩,脱碳,合成,精炼,冷冻;尿素循环水:尿素系统;新压缩循环水:新压缩,变换;脱硫循环水:一级脱硫;碳化循环水:碳化系统;废水循环水:造气,锅炉.一般中型氮肥厂废水排放的主要污染物.nh一n超标24倍,cod超标45倍,ph值显弱碱性.氮肥厂的排放标准执行合成氨工业水污染物排放标准(gb134582001).主要污染物指标为:ph69;cod<loomg/l;nh3一n<60mg/l.3工艺技术方案选择根据氮肥厂废水水质情况,废水处理的主要任务去除cod及nh.一n,根据目前国内的含nh.一n废水处理现状,进行比较.3.1传统a/o工艺a/o工艺即厌氧一缺氧好氧法,其三个阶段是以空间来戈分的,是在具有脱氮功能的缺氧一好氧法的基础上发展起来的具有同步脱氮除磷的工艺,流程简图见图1.混合液回流剩余污泥图1a2/o工艺流程简图该工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺,其中的水流停留时间一般要小于其它同类工艺(如bardenpho工艺).在经过厌氧,缺氧,好氧运行的条件下,丝状菌不能大量繁殖,无污泥膨胀之虞,svi值一般小于100,处理后的泥水分离效果好.该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌,以防止污泥沉积.该工艺的缺点是既需混合液回流,又需污泥回流,因而能耗较高;机械设备多,维修养护麻烦;氨氮脱除效果不稳定.3.2a/o工艺+hsbembm高效微生物处理技术根据成功的工程经验,采用a/o工艺结合hsbembm高效微生物处理技术对脱除nh一n有很好的去除效率.混合液回流出水.j生j一一物制剂.图2a/o工艺+hsbembm高效微生物处理技术此工艺利用a/o工艺的基本原理,结合强化hsbembm高效微生物,对cod及nh3一n的脱除取得很好的效果.此技术已开发成功,并已在高?58?贵州化工guizhouchemicalindustry2008年6月第33卷第3期氨氮的废水处理中得到工程应用,并取得理想的效果,出水nh一n稳定在10mg/l以下.hsbembm高效微生物环保工程技术是一项先进的生化处理技术,该技术的核心是把微生物经过筛选及驯化后,将由多种高分解力微生物组成的菌群构成生物链,投加入生化池中,以达到污水处理的目的.hsbembm高效微生物群,经过特殊驯化及强化,其特性如下:(1)菌群本身无毒性,无致病性,不会造成二次污染;(2)去除cod,bod5速度快,能力强;(3)去除nh,一n及难降解有机物的能力独特;(4)污泥沉降性能佳,紧密度高,稳定性好,污泥产量少;(5)生物制剂一次投加,无需补充,运行成本低廉,故障率低;(6)对ph值适应性强,69.5范围都能保持良好的处理效率,耐冲击负荷高.经分析,该工艺适用于氮肥厂废水的生化处理,理由是:该工艺在国内已有成功工程化的实例,如杭钢焦化废水处理工程,该工程于20o4年4月投入运行,工程采用o一a一0a的生物脱氮工艺,酚,氰等有害物质在o段基本可以脱除完全,最终出水绝大多数指标能达到甚至优于gb89781996一级标准.氮肥厂废水水质与杭钢焦化废水的水质相似,废水中均含有较高的nh,一n(cod相对较低),另外均含有酚,氰等对生物脱氮的有害物质.3.3膜法处理膜分离技术是一种广泛应用于溶液和气体物质分离,浓缩和提纯的分离技术.它利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质,膜壁密布微孔,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而较大分子溶质被膜截留,从而达到物质分离及浓缩的目的.膜法处理目前通常用于给水处理,主要的应用是:苦咸水及海水脱盐制饮用水,高纯锅炉给水及电子元件制造和制药用超纯水的离子交换系统的预处理,肾透析及少量的废水回收与再循环使用.不同的工业领域对用水的水质有着不同的要求,膜处理可分为微滤(mf),超滤(uf),纳滤(nf)以及反渗透(ro)技术等.将膜法应用于工业污水处理是近年来的一个发展方向,一般对每一种污水的处理需要经过试验,以开发出适宜的预处理,膜种类和构型.膜处理的缺点主要是:对进水的水质要求较为严格,否则有可能出现污染现象,从而影响到出水水质;膜处理需要定期进行反冲洗,以防止膜堵塞;膜的寿命一般不长,根据实际运行情况更换膜;一次投资较大;膜的处理量越大,其出水水质就相应越差;运行成本相对生化处理较高.因此,膜处理工业污水需要设置预处理,将污水的水质稳定在较小范围,然后再进行膜处理.3.4方案比较表l方案比较表比较内容方案一方案二方案三处理效果工程投资占地面积运行成本处理稳定性自动化程度操作管理耐冲击负荷codlc0mg/lnh3一n<10mg/lnh3一n10mg/lni-i3一n15mg/lcod<lc0mg/lcodlc0mg/l较高较大较高较好一般一般一般较高一般较低很好较高一般较好高小高很好较高一般差通过比较,方案二为最佳.3.5hsbembm处理工艺的原理随着研究工作的深入,生物脱氮过程出现了超出人们传统认识的新现象,如硝化作用不仅由自养菌完成,异养菌也可参与硝化作用,某些微生物在好氧条件下可以进行反硝化作用,特别值得一提的是某些研究者在实验室中观察到厌氧反应器中氨氮减少的记录,这些发现是对巨大的微生物未知世界探索已知内容的结果,为生物脱氮设计工艺,寻找新的微生物菌群提供全新的理论和革命的思路.从化学热力学的自由焓变化有以下基础反应:传统硝化,反硝化反应:nh4+202=no3一+h2o+2hno3一+h+0.83ch3oh=0.5n,+2.17h,0+0.83c0.nh4+20,+0.83choh=0.5n,+3.17h,0+h+0.83c0,g=一895.4k.t/tool短程硝化反应:nh4+1.502=no2一+h2o+2h2008年6月第33卷第3期郎松:浅谈氮肥厂废水处理方案的选取?59?nh4+no2一=n2+2h2onh4+0.7502=o.5n2+1.5h2o+hg=一575.8kj/mol如能将硝化过程控制在亚硝化阶段,则可节省o,62.5%电子供体100%,当重新审视传统生物脱氮过程并进行了大量试验研究和工程实践后,发现生物脱氮过程的关键应是加强微生物的作用,使硝化菌,亚硝化菌形成多种菌种构成的菌群,优化工艺条件,应用微生物动力学固有差异,实现硝化菌,亚硝化菌,反硝化菌的动态平衡和选择,及用庞大的多元组合的脱氮菌种构成的微生物群体是可以节省碳源和加碱量,减少停留时间,实现低成本的脱氮生化过程.3.6hsbembm高效微生物处理工艺3.6.1选用hsbembm高效微生物处理工艺的依据生化处理的根本是利用微生物来分解有机物,只有得到适应能力强,分解能力高的细菌才能充分发挥出生化处理的优势.hsbembm高效微生物环保工程技术最近几年已对十几种难处理工业废水进行处理试验,并取得成功;同时已有数十个工程项目正在建设或已经建成.该技术根据攀钢煤化工公司进行的中试及小试试验,于2002年在杭钢焦化厂成功地进行了工程化,取得了较准确的工艺参数,并总结出一套切实有效的工艺路线,可为废水生化处理提供借鉴.3.6.2关于氨氮的脱除合成氨废水处理中较重要的是氨氮的脱除,经对同类型废水的实际运行效果,得出如下结论:hsbembm高效微生物环保工程技术在脱除氨氮反应的硝化,反硝化过程中效果明显,工程结果也证明了这一点,废水经处理后nh.一n含量完全可降至10mg/l以下,甚至更低.出水可满足循环水补充水水质要求.3.6.3废水处理工艺流程工艺流程(见图3)说明:由各车间排出的含氨氮废水及其它废水,首先进入调节池进行均质,均量平衡,必要时加磷酸盐补充营养物质p;均化后废水进入初曝池,初曝池为好氧曝气池,其目的主要是去除废水中抑制脱氮菌属的有毒有害物质.由于高效微生物剩余污泥量远低于普通微生物,为了降低后段污泥处理系统的负荷,同时确保废水处理效果,故初曝池即投加高效微生物;初曝池出水自流至初沉池进行泥水分离,污泥回流至初曝池.初沉池出水自流至生化段,即脱碳,脱氮处理单元,该单元由兼气池,好氧池,缺氧池(多功能池),二次沉淀池组成.该单元的生化处理工艺是针对废水有机物浓度高,nh,一n含量高,依据同类废水处理运行结果而设置的,池中投加高效微生物制剂,通过调整其生存环境,发挥其在缺氧和好氧环境下表现出水回用图3废水处理流程图其它废水出水回用絮凝剂?6o-贵州化工guizhouchemicalindustry2008年6月第33卷第3期出不同特性,均有较好处理能力的性质,完成硝化,反硝化的脱氮过程,同时完成脱碳任务.根据以前的成功经验,兼气段采取加潜水搅拌,好氧采取鼓风曝气,缺氧采用潜水搅拌加鼓风曝气,保持各构筑物内混合液完全昆合及悬浮状态.缺氧池,兼氧池之间设置内循环系统,以确保脱氮效果;二次沉淀池沉淀污泥回流至兼气池.4结束语通过a/o工艺+hsbembm高效微生物处理技术的应用,使cod,ss,nh一n,氰化物等物质达到了循环水的使用标准,从而使合成,尿素,碳化,造气,锅炉,脱硫系统冷却,洗涤水实现完全闭路循环,厂区废水达到零排放.此项技术将会是很多氮肥厂发展的方向.参考文献1傅继达,潘关祥.o/ao工艺结合hsbembm在焦化废水处理中的应用j.中国化学化工文摘,2004,032沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术理论与应用m.中国环境科学出版社,1999,063唐受印,戴友芝等.水处理工程师手册m.化学工业出版社,2000,044井出哲夫日等.水处理工程理论与应用m.化学工业出版社,1986,105高俊发,王社平.污水处理厂工艺设计手册m.中国建筑工业出版社,2003,106王林平.高校微生物+a/o工艺治理焦化废水的污泥驯化与相关问题的讨论j.山东冶金,2005(收稿13期200804-28)作者简介郎松,2003年毕业于济南大学化学化工学院环境工程专业,助理工程师,现就职于贵州省化工医药规划设计院.theselectionofplanaboutwastewatertreatmentinnitrogenousfertilizerproject(guizhouchemicalindustrialandpharmaceuticaldesigningplanninginstitute,guiyangguizhou550002)abstract:theintroductionofselectingplanaboutwastewatertreatmentinnitrogenousfertilizerprojectkeywords:nitrogenousfertilizer;nh3一n;cod;wasterwater2008年度贵州化工杂志社机构名单理事会理事长:郑才友(贵州赤天化集团公司董事长)副理事长:刘刚(贵阳中化开磷化