煤氣化廢水處理技術(shù)

　　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)噸硝酸銨裝置組成。該項(xiàng)目年消耗劣質(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使用。該項(xiàng)目是山西省以劣質(zhì)煤為基礎(chǔ)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)項(xiàng)目。

　　1、污水來(lái)源與特點(diǎn)

　　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、全廠地面沖洗水、生活化驗(yàn)及其他污水、平安四期工業(yè)廢水，污水量為168.4m3/h。根據(jù)各生產(chǎn)單元裝置特點(diǎn)及煤氣化廢水水質(zhì)特性，選用預(yù)處理+水解+A/O+水解+A/O+混凝沉淀+臭氧脫色殺菌+流砂過濾工藝處理廢水，出水水質(zhì)滿足HG/T3923―2007《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》回用要求。

　　生產(chǎn)裝置綜合排水量通常為129m3/h，最大168.4m3/h;污水處理裝置設(shè)計(jì)能力200m3/h，運(yùn)行時(shí)間8000h/a，處理能力按進(jìn)水118%設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

　　2、污水處理裝置工藝流程

　　污水處理工藝流程如圖1所示。

　　2.1 預(yù)處理工藝流程

　　管網(wǎng)自流來(lái)地面沖洗水經(jīng)格柵進(jìn)入地面沖洗水收集池，通過地面沖洗水提升泵送至初沉隔油池。帶壓含酚煤氣水和平安四期排水經(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)混凝反應(yīng)池進(jìn)入混凝射流氣浮池。除去乳化油及部分污染物的混凝射流氣浮池出水，通過連通管進(jìn)入酚氨廢水調(diào)節(jié)池。酚氨廢水調(diào)節(jié)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，廢油回收處理?；炷淞鳉飧〕厣喜坑驮?jīng)刮渣機(jī)收集進(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)處理，泥水返回系統(tǒng)前端。

　　2.2 生化處理工藝流程

　　預(yù)處理之后的生產(chǎn)污水經(jīng)酚氨廢水調(diào)節(jié)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。提高了可生化性的二級(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)生化缺氧池中進(jìn)行反硝化反應(yīng)，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)水泵提升通過射流器均勻進(jìn)入一級(jí)生化好氧池，廢水在一級(jí)生化好氧池內(nèi)進(jìn)行硝化反應(yīng)，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)水解池中進(jìn)行缺氧水解酸化。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)生化缺氧池中進(jìn)行反硝化反應(yīng)，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)水泵提升通過射流器均勻進(jìn)入二級(jí)生化好氧池，廢水在二級(jí)生化好氧池內(nèi)進(jìn)行硝化反應(yīng)，去除大部分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 深度處理工藝流程

　　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)入混凝反應(yīng)池，反應(yīng)出水進(jìn)入混凝沉淀池，廢水經(jīng)泥水分離后進(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)水收集在回用水池，回用水池出水經(jīng)泵送入廠區(qū)回用水管網(wǎng)。

　　2.4 污泥處理工藝流程

　　生化及深度處理產(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)進(jìn)行脫水，污泥外運(yùn)處置，泥水返回系統(tǒng)前端。3調(diào)試情況及72h考核結(jié)果裝置于2016年3月4日開始進(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，期間間斷投加營(yíng)養(yǎng)開始培菌。5月23日一級(jí)A/O生化池B投入接種污泥50t，期間間斷投加營(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月污水裝置流程打通，產(chǎn)出合格出水到氣化循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)。2017年由于工藝主裝置開工率不足，污水系統(tǒng)始終保持低負(fù)荷運(yùn)行。2017年8月27日臭氧裝置閉路循環(huán)水系統(tǒng)充水，9月8日臭氧裝置啟動(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)行。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日進(jìn)行系統(tǒng)72h考核，結(jié)果如表2所示。

　　由表2可看出，72h系統(tǒng)平均進(jìn)水量161.7m3/h，接近設(shè)計(jì)最大值168.4m3/h，除部分污泥回流水量損失，產(chǎn)水在140m3/h，達(dá)到正常處理水量129.06m3/h。系統(tǒng)產(chǎn)水NH3―N最大9.47mg/L，最小4.64mg/L，平均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，平均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)標(biāo)準(zhǔn)》NH3―N不大于15mg/L、CODCr不大于60mg/L的要求。

　　4、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益

　　污水處理裝置總投資約7000萬(wàn)元，污水處理的運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工管理費(fèi)。按平均進(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)行費(fèi)用總計(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)格為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)論及存在問題

　　采用預(yù)處理+水解+A/O+水解+A/O+深度處理工藝處理劣質(zhì)煤氣化廢水，操作方便，系統(tǒng)抗CODCr波動(dòng)能力強(qiáng)，維護(hù)工作量小，且處理效果穩(wěn)定。實(shí)踐證明中煤平朔能化污水處理裝置產(chǎn)水水質(zhì)，能夠滿足HG/T3923―2007《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，該工藝選擇合理，對(duì)劣質(zhì)煤氣化廢水處理有借鑒意義。試車初期系統(tǒng)受脫硫高NH3―N廢水沖擊，一級(jí)A/O污泥膨脹，至大量污泥外溢，經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)正常。

　　系統(tǒng)存在問題：預(yù)處理隔油氣浮池刮渣機(jī)控制器故障，無(wú)法自動(dòng)運(yùn)行;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)有堵塞現(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)驗(yàn)少;地面沖洗水NH3―N經(jīng)常超標(biāo)等。污水系統(tǒng)需對(duì)存在問題不斷改進(jìn)，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，調(diào)整工藝參數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。(來(lái)源：山西中煤平朔能源化工有限公司)