合成氨系統(tǒng)污水裝置處理能力的影響因素

譚冬梅

(云南天安化工有限公司總工室，云南安寧650309)

云南天安化工有限公司合成氨系統(tǒng)污水處理裝置是50萬(wàn)t/a合成氨裝置的配套設(shè)施，于2007年建成投產(chǎn)，污水采用常州海鷗水處理有限公司提供的活性污泥法進(jìn)行生化處理。

1 存在的問(wèn)題

污水裝置原設(shè)計(jì)處理能力為100 m3/h［1］，但實(shí)際處理能力僅為35～55 m3/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。由于污水裝置處理量小，當(dāng)上游污水量大時(shí)，為避免出水超標(biāo)，只能限制上游送污水裝置水量，將污水緩存至上游沉降池，擇機(jī)再送至污水裝置進(jìn)行處理。污水裝置處理能力小，應(yīng)對(duì)上游廢水負(fù)荷波動(dòng)的能力差，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大。

2 原因分析

污水裝置在日常運(yùn)行過(guò)程中主要表現(xiàn)為出水氨氮含量較高，這一現(xiàn)象直接制約著該系統(tǒng)負(fù)荷的提升。

本套裝置采用活性污泥法對(duì)污水進(jìn)行生化處理。影響微生物降解能力的因素主要有以下幾點(diǎn):廢水量、廢水成分、溶氧、水力停留時(shí)間、pH、水中有毒有害物質(zhì)的種類(lèi)和濃度等。

2.1 廢水量的影響

合成氨系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的廢水量基本都在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 廢水量實(shí)際產(chǎn)生和設(shè)計(jì)值Table 1 Waste water quantity of actual production and design value

從表1可知，各主裝置實(shí)際產(chǎn)生的廢水及總量并未超出設(shè)計(jì)值，對(duì)污水裝置處理能力沒(méi)有影響。

2.2 廢水成分的影響

本套污水裝置處理的廢水主要來(lái)自上游煤氣化裝置、合成車(chē)間甲醇洗工段、生活污水。各處污水成分均不同，但除煤氣化廢水氨氮含量外，其他成分含量基本上都在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，煤氣化廢水實(shí)際氨氮含量長(zhǎng)期高于設(shè)計(jì)值150 mg/L，且污水裝置日常運(yùn)行過(guò)程中出水氨氮含量常常接近最大允許值，為避免出水超標(biāo)，工藝車(chē)間只能將污水裝置總進(jìn)水量控制在30～50 m3/h。

2.3 溶氧的影響

正常運(yùn)行期間，活性污泥池溶氧控制指標(biāo)為:2#池 ＜3.0 mg/L，3#池3.0 ～6.0 mg/L。為確保溶氧指標(biāo)控制在正常范圍內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)溶氧超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)，工藝車(chē)間將開(kāi)大供氣閥，或關(guān)小放空閥，保證曝氣充足。

活性污泥池正常運(yùn)行期間表面應(yīng)比較平靜，并伴有微小氣泡，但現(xiàn)場(chǎng)局部出現(xiàn)波濤翻滾現(xiàn)象，曝氣劇烈，且曝氣頭損壞頻繁。

產(chǎn)生上述曝氣不均的主要原因是局部供氣流量、壓力大，超過(guò)曝氣頭的承壓能力，導(dǎo)致曝氣頭破裂。曝氣頭損壞區(qū)域曝氣效果不好，進(jìn)而影響整個(gè)活性污泥池的出水水質(zhì)。

2.4 水力停留時(shí)間的影響

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的了解，活性污泥池有效容積2 800 m3，通過(guò)調(diào)節(jié)污水回流量，完全可以達(dá)到足夠的水力停留時(shí)間。

2.5 pH的影響

現(xiàn)場(chǎng)活性污泥池進(jìn)水pH均能保持在控制指標(biāo)6～9內(nèi)，不是影響污水裝置處理能力的因素。

2.6 有毒有害物質(zhì)的影響

廢水中的CN－會(huì)影響硝化細(xì)菌的活性，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況顯示活性污泥池進(jìn)水CN－均在控制范圍內(nèi)，基本不會(huì)對(duì)硝化菌產(chǎn)生抑制作用。

3 整改措施

綜合上述分析，可確定制約污水裝置處理能力的主要因素為:煤氣化廢水氨氮含量高、活性污泥池曝氣不均勻、不充足。

3.1 增加曝氣風(fēng)機(jī)

由于煤氣化廢水氨氮含量比設(shè)計(jì)值高1～2倍，且氨氮耗氣量是COD耗氣量的5倍，因而活性污泥池原有配套風(fēng)機(jī)(單臺(tái)設(shè)計(jì)流量24 m3/min，一開(kāi)一備)已不能滿足曝氣要求，為確保曝氣充足，目前新上了2臺(tái)34 m3/min的風(fēng)機(jī)。

3.2 增加曝氣頭

改造前，現(xiàn)場(chǎng)1#池采用液下曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣，2#、3#池采用曝氣頭進(jìn)行曝氣，每個(gè)池中設(shè)置Φ65 mm×L75 mm的管膜式曝氣器30組。改造前曝氣頭布置情況見(jiàn)圖1。

圖1 改造前曝氣頭布置平面示意圖Figure 1 Plan view layout of the aeration head before the transformation

由圖1可見(jiàn)，池中曝氣頭數(shù)量少，易導(dǎo)致布?xì)獠痪鶆虿怀渥?。為改善曝氣效果，根?jù)計(jì)算及已有曝氣頭布置情況，拆除1#池內(nèi)液下曝氣機(jī)，整池設(shè)置46組Φ65 mm×L75 mm管膜式曝氣器;在2#、3#池內(nèi)分別增加16組Φ65 mm×L75 mm管膜式曝氣器。改造后曝氣頭布置情況見(jiàn)圖2。

圖2 改造后曝氣頭布置平面示意圖Figure 2 Plan view layout of aeration head after transformation

3.3 加強(qiáng)操作維護(hù)

在日常操作中，根據(jù)活性污泥池溶氧情況及時(shí)調(diào)節(jié)供氣閥開(kāi)度。當(dāng)空氣壓力大時(shí)，打開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)放空閥進(jìn)行泄壓，防止曝氣頭超壓損壞。曝氣頭損壞及時(shí)更換，確保曝氣效果。

5 技改效果

污水裝置經(jīng)過(guò)上述技術(shù)改造后，處理能力大為提升。當(dāng)煤氣化廢水氨氮質(zhì)量濃度＜200 mg/L時(shí)，可處理廢水100 m3/h;當(dāng)煤氣化廢水氨氮質(zhì)量濃度在200～250 mg/L時(shí)，可處理廢水60～70 m3/h。經(jīng)過(guò)改造，污水裝置應(yīng)對(duì)上游廢水負(fù)荷波動(dòng)的能力大為增強(qiáng)，降低了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

［1］郭曉紅.污水裝置工藝手冊(cè)［M］.昆明:云南天安化工有限公司，2013.1－3.